NL8004845A - Weergaveinrichting voor de afbeelding van een signaal- omhullende met een digitale oscilloscoop. - Google Patents

Description

* #

80.3279/Ti/AA/MvC

Korte aanduiding: Weergaveinrichting voor de afbeelding van een signaalomhullende met een digitale oscilloscoop.

De uitvinding heeft betrekking op een weergaveinrichting voor een digitale oscilloscoop met name voor de reproduktie van de omhullende van complexe signalen zoals draaggolfsignalen. Volgens de "werkelijke tijd" werkende 5 oscilloscopen geven een continue aan de tijd gerelateerde afbeelding van de ogenblikkelijke amplitudewaarden van elektrische verschijnselen en geven daardoor getrouwe afbeeldingen van golfvormen van complexe signalen, zoals hoogfrequente draaggolfsignalen met laagfrequente omhullenden. Deze en 10 andere soorten golfvormen zijn eveneens af te beelden met volgens de werkelijke tijd werkende oscilloscopen die voorzien zijn van direct-zicht bistabiele geheugenbuizen omdat de signaalverwerkende ketens en het registratiemiddel continu - — - werken. Anderzijds verdelen digitaal oscilloscopen de ingangs-15 signalen in tijdbepaalde punten, die worden bepaald door een interne klok®?worden de ogenblikkelijke amplitudewaarden in die punten gekwantiseerd en worden de resulterende digitale voorstellingen in een digitaal geheugen opgeslagen. De afbeelding wordt vanuit het geheugen met een voorafbepaalde kloksnelheid 20 geregenereerd en zichtbaar gemaakt in een serie punten of met elkaar verbonden punten. Omdat de ingangssignalen niet functioneel gerelateerd zijn aan de interne klok van de digitale oscilloscoop wordt wat ook de ogenblikkelijke waarde van het ingangssignaal mag zijn bij het optreden van de klokflank, 25 deze waarde opgeslagen. De informatie tussen dergelijke punten raakt natuurlijk verloren, zodat voor complexe signalen een duidelijke golfvorm moeilijk zo niet onmogelijk, te reconstrueren is.

Een wijze ter vaststelling van de minimum-30 en maximum-amplitudewaarden van periodieke golfvormen is beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage 61.720 van 30 juli 1979 "Waveform Storage System". Het is gewenst deze minimum en maximumwaarden toe te passen voor het reproduceren van de - 2 - omhullende van complexe signalen.

De uitvinding verschaft een weergaveinrich-ting voor de afbeelding van een signaalomhullende voor gebruik in een digitale oscilloscoop. De daarmee samenwerkende golf-5 vormacquisitie-inrichting omvat een keten voor de detectie van minimum- en maximumsignaalamplituden die binnen korte stappen in de tijd optreden, en deze minima en maxima worden actueel opgeslagen als de benodigde informatiepunten langs de golfvorm in plaats van de actueel in die punten optredende 10 ogenblikkelijke waarden. Er zijn dus twee geheugenlocaties benodigd voor het opslaan van alle informatie van een bepaald punt.

Voor de afbeelding wordt informatie overeenkomend met de minimum- en maximumsignaalamplituden in ieder 15 informatiepunt opgeslagen in aangrenzende adresseerbare locaties in een weergavegeheugen. Een bianire adresteller is met het weergavegeheugen verbonden voor het achtereenvolgens adresseren van elke geheugenlocatie in responsie op een weergavekloksignaal. Tussen de adresteller en het weergavegeheugen is een besturings-20 keten opgenomen ter besturing van het minst significante bit van het adrestelsignaal ter verkrijging van vier afbeeldings-mogelijkheden. Bij een eerste afbeeldingswijze kan het minst significante bit naar het geheugen gevoerd worden, zodat de in-informatie overeenkomend met de minimum- en maximumsignaal-25 waarden afwisselend uit het geheugen geklokt worden. Een samenwerkende vectorgenerator verbindt dan de minima en maxima ter verkrijging van een afbeeldingssignaal. Bij een tweede afbeeldingswijze wordt het naar het geheugen gevoerde minst significante bit gedurende de gehele klokperiode laag gehouden, 30 zodat elke andere geheugenlocatie geadresseerd wordt, eventueel zelfs locaties waarin slechts maximumwaarden zijn opgeslagen. Aldus worden alle maximumwaarden achtereenvolgens uitgeklokt.

De samenwerkende vectorgenerator verbindt de maximumwaarden ter verkrijging van een afbeeldingssignaal. Overeenkomstig 35 wordt bij een derde weergavewijze het minst significante bit gedurende het gehele kloksignaal hoqg gehouden, zodat alleen oneven locaties geadresseerd worden, waarbij alle opgeslagen minimumwaarden uitgeklokt worden en daarmee een afbeeldingssignaal geregenereerd kan worden, De vierde afbeeldingswijze 40 is een combinatie van de eerste drie, waarbij op drie opeenvolgende adrestelperioden de drie voornoemde wijzen achtereen- - 3 - volgens toegepast worden. Bij de eerste doorgang worden zowel de minimum- als maximumwaarden uit het geheugen geklokt. Bij de tweede doorgang worden alleen de minimumwaarden uitgeklokt en bij de derde doorgang worden alleen de maximumwaarden uit-5 geklokt. De drie resulterende golfvormen worden op een samenwerkend weergavescherm overgebracht, hetgeen voor een waarnemer op een enkele afbeelding van de ingevulde omhullende van een complexe golfvorm lijkt*

In een bij voorkeur toegepaste uitvoerings-10 vorm van de uitvinding omvat de besturingsketen voor het minst significante bit (LSB) twee NEN-poorten, die bestuurbaar zijn met slechts twee besturingsbits afkomstig van een logische besturingsketen.

De uitvinding beoogt daarom een weergave-15 inrichting voor de afbeelding van een signaalomhullende met een digitale oscilloscoop te verschaffen.

De uitvinding beoogt verder een digitale oscilloscoop te verschaffen, waarmee complexe golfvormen afgebeeld kunnen worden.

20 De uitvinding beoogt bovendien een digitale oscilloscoop te verschaffen waarmee volgens afwisselende af-beeldingswijzen signaalminlma of maxima, of beide afgebeeld kunnen worden. Volgens de uitvinding wordt dit gerealiseerd door 25 een golfvormgeheugen voor de opslag van minimum- en maximumsignaalamplitudewaarden in aangrenzende adresseerbare geheugenlocaties, middelen ter adressering van het geheugen voor het selectief onttrekken van de minimum- en maximum-30 waarden, en middelen die reageren op de onttrokken waarden voor het daarmee verkrijgen van een afbeeldingssignaal.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening: 35 Fig. 1 is een blokdiagram van een weergave- inrichting volgens de uitvinding;

Fig. 2A-2D tonen golfvormen die betrekking hebben op het blokdiagram van fig. 1;

Fig. 3 toont schematisch de poortketen voor 8004845 - 4 - de besturing van het LSB in de bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm; en

Fig. 4 is een waarheidstabel behorend bij de poortketen van fig. 3.

5 Fig. 1 toont in blokvorm de weergave- inrichting van een digitale oscilloscoop, waarbij analoge signalen van een ingangsklem 10 naar een golfvormmacquisitie-keten 12 gevoerd worden, welke keten bekende bemonster-houd-ketens en analoog-digitaalomzetters omvat zoals toegepast in 10bekende digitale oscilloscopen. Hoewel het aantal langs de golfvorm van een ingangssignaal verkregen punten beperkt wordt door de beschikbare geheugenruimte kan de golfvormacquisitie-keten 12 werken op de manier als beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage 61.720 (30 juli 1979) "Waveform Storage System", 15waarbij een zeer snelle bemonsteringsinrichting golfvorminforma-tie verwerkt met de hoogste snelheid waarmee de analoge-digitaal-omzetter kan werken. De dan verkregen golfvorminformatie wordt naar een min-max detectorketen 14 gevoerd, die de laagste en hoogste signaalwaarden detecteert, die optreden in tijdstappen 20overeenkomend met het tijdsinterval tussen informatiepunten, waarbij het aantal daarvan wordt bepaald door de beschikbare geheugenruimte. De opgeslagen informatiepunten omvatten daarom de minimum- en maximumsignaalamplituden die optreden tussen de aangewezen informatiepunten in plaats van de actuele ogenblikke-251ijke waarden die in die punten optreden. De minimum- en maximumwaarden worden opgeslagen in aangrenzende geheugenlocaties van een weergavegeheugen 16, die gevormd kan worden door een willekeurig toegankelijk geheugen (RAM).

Een binaire adresteller 18 is met het 30geheugen 16 verbonden voor het achtereenvolgens adresseren van elke geheugenlocatie in responsie op een weergaveklok-singaal afkomstig van een weergaveklok 20. Op bekende wijze omvat de binaire adresteller 18 een uitgangslijn voor elk binair getelde bit, waarbij de lijnen aflopend gerangschikt 35zijn voor het meest significante bit (MSB) tot het minst significante bit )LSB). Tussen de teller 18 en het geheugen 16 is in de LSB lijn een schakelaar 22 opgenomen voor het kiezen van het actueel naar het geheugen te voeren minst significante bit (LSB··) uitgaande van LSB, aarde, of een hoge 8004845 - 5 - / .4 spanning ter verkrijging van vier afbeeldingsmogelijkheden.

Bij de eerste afbeeldingswijze is de schakelaar 22 verbonden met het contact 22A, waardoor LSB vanaf de adresteller naar het geheugen gevoerd kan worden.

5 In deze stand wordt elke geheugenlocatie achtereenvolgens geadresseerd, waarbij de in aangrenzende geheugenlocaties opgeslagen minimum- en maximumsignaalwaarden uit het geheugen geklokt worden. Indien deze informatie uitgeklokt is wordt deze door een digitaalanaloog omzetter (DAC) 24 omgezet in 10 analoge vorm. Een vectorgenerator 26 verbindt de punten van het uitgangssignaal van de DAC 24 ter verkrijging van de con-tue minimum-maximum golfvorm van fig. 2A, die naar een weer-gave-eenheid 28 gevoerd wordt en welke laatste gevormd kan worden door een katodestraalbuis.

15 Bij de tweede afbeeldingswijze wordt de ingangslijn voor het minst significante bit van het geheugen via schakelaar 22 en het contact 22B met aarde verbonden. In deze stand wordt achtereenvolgens elke andere geheugenlocatie, bijvoorbeeld even locaties waarin alleen maximumwaarden op-20 geslagen zijn, geadresseerd, waardoor alle maximumwaarden achtereenvolgens uit het geheugen geklokt worden. De DAS 24 en de vectorgenerator 26 geven het continu verlopend punt-afbeeldingssignaal van de maximumwaarden als getoond in fig. 2B.

Bij de derde afbeeldingswijze wordt de 25 ingangslijn voor het minst significante bit van het geheugen via schakelaar 22 en het contact 22C met een hoge spanning van bijvoorbeeld +5 V verbonden. In deze stand wordt achtereenvolgens elke andere geheugenlocatie, bijvoorbeeld oneven locaties waarin alleen minimumwaarden opgeslagen zijn, ge-30 adresseerd, waardoor alle minimumwaarden achtereenvolgens uit het geheugen geklokt worden. De DAS 24 en de vectorgenerator 26 geven het continue puntafbeeldingssignaal van de minimumwaarden als getoond in fig. 2C.

Bij de vierde afbeeldingswijze wordt de 35 schakelaar 22 achtereenvolgens met elk van de drie contacten 22A, 22B en 22C verbonden en blijft daarbij gedurende een gehele telperiode van de adresteller 18 in een van die standen. Bij de eerste doorgang van de klokperiode van het geheugen worden zowel minimum- als maximumgolfvormwaarden uitgeklokt en afgebeeld. Bij 40 de tweede doorgang worden alleen de minimumwaarden ter afbeelding 8004845 - 6 - uitgeklokt en bij de derde doorgang worden alleen de maximumwaarden ter afbeelding uügeklokt.De drie resulterende golf-vormen worden afgebeeld op het scherm van een afbeeldingseen-heid 28, waarbij zij voor een waarnemer op een enkele afbeel-5 ding van de ingevulde omhullende van een complexe golfvorm lijken.

Omdat de voorgaande bewerking bedoeld is om met hoge snelheid een voor de waarnemer trillingsvrije afbeelding van een omhullende te verkrijgen, wordt de schake-10 laar 22 bij voorkeur gevormd door de logische besturingspoort-keten volgens fig. 3. De besturingspoortketen omvat twee NEN-poorten 30 en 34, waarvan de werking wordt bepaald door de waarheidstabel van fig. 4. Een logische besturingsketen 40 genereert twee besturingsbits C1 en C2 ter besturing van de 15 werking van de besturingspoortketen. Indien C1 laag is en C2 hoog is is de uitgang van de NEN-poort 30 hoog en is de uitgang van de NEN-poort 34 laag. Het minst significante bit van het adres van het geheugen 16 (LSB') wordt dus laag gehouden, hetgeen overeenkomt met de schakelaarpositie 22B in 20 fig. 1. Indien C2 laag is, is de uitgang van de NEN-poort 34 ongeacht de waarde van C1 hoog.Daardoor is LSB’ hoog. Indien C1 hoog is en C2 hoog is, wordt het actuele minst significante bit afkomstig van de adresteller 16 via de NEN-poorten 30 en 34 naar het geheugen gevoerd, zodat LSB'sLSB.

25 De logische besturingsketen 40 kan zodanig uitgevoerd of ingesteld worden dat een der vier voornoemde afbeeldingswijzen of combinaties daarvan uitgevoerd worden.

De tellertransportlijn van de adresteller 18 kan verbonden worden met de logische besturingsleten 40 voor het veranderen 30 van de toestanden van de bits C1 en C2 aan het einde van elke klokperiode. De logische besturingsketen 40 kan op vele wijzen uitgevoerd worden, zoals met poorten en flip-flops of een microprocessor .

- conclusies - 8004845

Claims (7)

1. Weergaveinrichting voor een digitale oscilloscoop, gekenmerkt door een golfvormgeheugen voor de opslag van minimum en maximumsignaalamplitudewaarden in aangrenzende 5 adresseerbare geheugenlocaties, middelen ter adressering van het geheugen voor het selectief onttrekken van de minimum- en maximumwaarden, en middelen die reageren op de onttrokken 10 waarden voor het daarmee verkrijgen van een afbeeldingssignaal.

2. Weergaveinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen ter adressering van het geheugen gevormd worden door een adresteller ter verkrijging van een binair adrestelsignaal en een besturingsinrichting 15 ter besturing van het minst significante bit van het adrestelsignaal voor het daarmee besturen van de adreskeuze van de geheugenlocaties.

3. Weergaveinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting wordt gevormd 20 door schakelmiddelen tussen de adresteller en het geheugen voor het kunnen kiezen uit het minst significante bit van het binair adrestelsignaal, een vaste logische lage waarde en een vaste logische hoge waarde en om de gekozen waarde als het minst significante bit naar het geheugen te voeren.

4. Weergaveinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting verder bestaat uit een logische besturingsketen en de schakelmiddelen bestaan uit een paar NEN-poorten, die bestuurbaar zijn door de logische besturingsketen.

5. Weergaveinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen ter verkrijging van een afbeeldingssignaal een digitaal-analoogomzetter en een vector-generator omvatten.

6. Weergaveinrichting voor een digitale 35 oscilloscoop, gekenmerkt door een golfvormgeheugen voor de opslag van o η η k r δ * - 8 - minimum- en maximumsignaalamplitudewaarden die overeenkomen met de omhullende van een golfvorm, middelen voor het selectief onttrekken van de minimumwaarden, de maximumwaarden of een combinatie van 5 zowel de minimum- als de maximumwaarden, middelen die reageren op de onttrokken waarden voor het regenereiai van minimumwaardegolfvormen en maximumwaardegolfvormen, af te beelden op een scherm van een weergave-eenheid ter verkrijging van een afbeelding van een 10 omhullende.

7. Weergaveinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de onttrekkende middelen worden gevormd door een adresteller ter verkrijging van een binair adrestel-signaal en middelen ter versturing van de toestand van het 15 minst significante bit van het telsignaal. 8004845