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Dokumentenidentifikation DE69930786T2 12.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000969285
Titel Verfahren zur Kontrast- und Helligkeitsregelung in einem Rasterabtastdigitaloszilloskop
Anmelder Tektronix, Inc., Beaverton, Oreg., US
Erfinder Yost, Jeff W., Tigard, Oregon 97224, US;
Gerlach, Paul M., Beaverton, Oregon 97008, US
Vertreter Hofstetter, Schurack & Skora, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69930786
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 24.06.1999
EP-Aktenzeichen 993049964
EP-Offenlegungsdatum 05.01.2000
EP date of grant 12.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse G01R 13/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G01R 13/34(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Helligkeit und des Kontrasts in einem Rasterabtast-Digitaloszilloskop.

Ein Oszilloskop stellt die Aktivität eines elektrischen Signals für seinen Benutzer dar. Im herkömmlichen analogen Oszilloskop wird die Wellenformanzeige durch einen Elektronenstrahl erzeugt, der auf eine Phosphorbeschichtung auf dem Schirmträger einer Kathodenstrahlröhre einfällt. Der Einfallspunkt des Elektronenstrahls auf dem Schirmträger überstreicht den Schirmträger horizontal (X-Richtung) mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit und wird als Funktion der Amplitude des beobachteten Signals vertikal (Y-Richtung) abgelenkt.

Zwei Variablen, die das Aussehen einer Wellenformanzeige beeinflussen, sind die Helligkeit der Anzeige (die gesamte Lichtintensität, die von der Anzeige emittiert wird) und der Kontrast der Anzeige (das Verhältnis der Lichtintensität, die von den am hellsten beleuchteten Elementen der Anzeige emittiert wird, zur Lichtintensität, die von den am dunkelsten beleuchteten Elementen der Anzeige emittiert wird).

Die Benutzerschnittstelle des herkömmlichen analogen Oszilloskops weist einen einzelnen Knopf zum Steuern der Helligkeit, mit der eine Wellenform angezeigt wird, auf. Dieser Knopf, der typischerweise als Intensitätssteuerung bezeichnet wird, steuert den zur Elektronenkanone der Kathodenstrahlröhre gelieferten Strom. Für eine gegebene Einstellung des Intensitätssteuerknopfs hängt die Intensität, mit der ein Segment der Wellenform angezeigt wird, von der Steigung des Segments und von der Häufigkeit, mit der das durch das Segment dargestellte Ereignis auftritt, ab. Bei einer niedrigen Einstellung könnte der Benutzer die Wellenformmerkmale eines seltenen Ereignisses oder einer besonders schnellen Flanke nicht sehen können. Folglich muss der Benutzer die Einstellung erhöhen, bis eine vollständige Wellenform zu sehen ist, und an diesem Punkt besteht im Allgemeinen ein signifikanter Kontrast zwischen den langsameren Flanken und den schnelleren Flanken und zwischen häufigeren Ereignissen und weniger häufigen Ereignissen. Durch weiteres Erhöhen der Intensität wird die Intensität aller Segmente der Wellenform erhöht, bis, wenn die maximale Intensität angenähert wird, die Intensität der häufigeren Ereignisse durch den maximalen Stromwert begrenzt ist und die Intensität der weniger häufigen Ereignisse weiterhin zunimmt und somit der Kontrast verringert wird.

Das herkömmliche analoge Oszilloskop ist ein übliches Messinstrument. Viele Techniker und Ingenieure sind mit der Art und Weise vertraut, in der sich die Anzeige in Reaktion auf das Drehen des Intensitätssteuerknopfs ändert.

In einem Mehrkanal-Oszilloskop können den Signalkanälen jeweils verschiedene Farbtöne zugeordnet werden; Grün kann beispielsweise einem Kanal und Rot einem anderen Kanal zugeordnet werden. Wenn der Intensitätssteuerknopf in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, die abnehmender Intensität zugeordnet ist, besteht der Effekt darin, die Sättigung zu verringern, mit der eine Wellenform eines gegebenen Farbtons angezeigt wird.

In einer Farbtemperaturanzeige können verschiedene Farbtöne verschiedenen Intensitätsbereichen zugeordnet sein: rötere Farbtöne können höheren Intensitätsbereichen und blaure Farbtöne niedrigeren Intensitätsbereichen zugeordnet sein. Wenn der Intensitätssteuerknopf in der Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wird, besteht der Effekt darin, den Farbton, dem eine gegebene Intensität zugeordnet ist, in Richtung des roten Endes des Spektrums zu verschieben.

Mit Bezug auf 1 umfasst ein herkömmliches Rasterabtast-Digitaloszilloskop ein Anzeigefeld 10 mit einer zweidimensionalen Matrix von Pixeln, wobei jede Pixelstelle durch eine Zeilennummer und eine Spaltennummer eindeutig definiert ist. Das Oszilloskop umfasst auch einen Rasterabtastspeicher 14 mit einem zweidimensionalen Adressenraum. Die Speicherstellen im Rasterabtastspeicher bilden auf einer Eins-zu-Eins-Basis auf die Pixelstellen des Anzeigefeldes 10 ab.

Der Zustand von jedem Pixel hängt vom Inhalt der entsprechenden Speicherstelle im Rasterabtastspeicher 14 ab.

Im Fall des in 1 gezeigten Oszilloskops speichert der Rasterabtastspeicher n Informationsbits für jedes Pixel, wobei n eine ganze Zahl ist, die größer als Eins ist, was ermöglicht, dass jedes Pixel 2n Beleuchtungszustände besitzt. Einer der Zustände ist Aus und in den anderen 2n-1 Zuständen wird das Pixel mit verschiedenen jeweiligen Intensitäten beleuchtet. Ein 4 Bit tiefer Rasterabtastspeicher kann folglich beispielsweise fünfzehn Pegel von teilweiser bis maximaler Beleuchtung (Graustufenpegel) sowie den dunklen oder Aus-Zustand unterstützen.

In Abhängigkeit von der Art des Signals und den Einstellungen des Oszilloskops kann eine gegebene Spalte von Pixeln ein oder mehrere beleuchtete Pixel (nachstehend als Punkte bezeichnet) enthalten. Jede Spalte zeigt einen Vektor an, der als das Segment der Spalte zwischen dem obersten Punkt in der Spalte und dem untersten Punkt in der Spalte definiert ist.

Die Helligkeit eines Vektors hängt von der Summe der Intensitäten der Punkte im Vektor ab. Wenn die Intensität eines Punkts zum Wert des an der entsprechenden Stelle des Rasterabtastspeichers gespeicherten Datenworts proportional ist, ist die Helligkeit des Vektors zur Summe der Datenworte der Punkte im Vektor proportional. Die Helligkeit der Anzeige ist die Summe der Helligkeiten aller Vektoren und ist daher zur Summe der Datenworte der Punkte in allen Vektoren proportional.

Das in 1 gezeigte digitale Oszilloskop umfasst auch einen A/D-Wandler 18 mit einem Eingangsanschluss zum Erfassen eines elektrischen Signals an einem Testpunkt in einer elektronischen Schaltung. Der A/D-Wandler tastet das Signal während eines Erfassungsintervalls ab und quantisiert die Abtastwerte, um eine Folge von digitalen Datenworten zu erzeugen. Die vom A/D-Wandler erzeugten Datenworte, die Werte D1-DN aufweisen, werden als linearer Wellenformdatensatz in einem Erfassungsspeicher 22 mit einem eindimensionalen Adressenraum A1-AN gespeichert.

Wenn die Erfassung vollständig ist, wird der im Erfassungsspeicher gespeicherte lineare Wellenformdatensatz zu einem Rasterizer 26 geliefert, der einen rasterisierten Wellenformdatensatz erzeugt und ihn in einem Rasterizerspeicher 30 mit einem zweidimensionalen Adressenraum (X1-XN, Y1-YN) speichert. (Das gemeinsame Suffix N wird der Wirtschaftlichkeit halber verwendet und soll nicht angeben, dass die Anzahl von Elementen im Satz {Xi} beispielsweise dieselbe ist wie die Anzahl von Elementen im Satz {Ai}.) Die X-Komponente der Adresse eines Datenworts im rasterisierten Wellenformdatensatz, der im Rasterizerspeicher 30 gespeichert ist, wird von der Adresse Ai von mindestens einem Wort des linearen Wellenformdatensatzes abgeleitet und die Y-Komponente der Adresse wird vom Wert Di von mindestens einem Wort des linearen Wellenformdatensatzes abgeleitet.

Jede Kombination von Adressen (Xi, Yi), an denen ein Datenwort im Rasterizerspeicher 30 gespeichert ist, stellt ein Ereignis dar, das durch eine eindeutige Kombination der Zeit (in Abhängigkeit von Xi) und des Signalpegels (in Abhängigkeit von Yi) gekennzeichnet ist.

Der rasterisierte Wellenformdatensatz kann zu einem existierenden Anzeigedatensatz addiert werden, der im Rasterabtastspeicher 14 gespeichert ist, um den Zustand des Anzeigefeldes 10 zu steuern. Mit Bezug auf 2A2C, in der die Zahlenwerte Dezimalwerte von Datenworten bezeichnen, stellt 2A den ursprünglichen Anzeigedatensatz für drei benachbarte Spalten des Anzeigefeldes vor dem Addieren des rasterisierten Wellenformdatensatzes für eine neue Erfassung dar, stellt 2B den rasterisierten Wellenformdatensatz für das entsprechende Intervall der neuen Erfassung dar und stellt 2C den aktualisierten Anzeigedatensatz dar, der durch Addieren des rasterisierten Wellenformdatensatzes von 2B zum Anzeigedatensatz von 2A erhalten wird. Wenn dasselbe Ereignis während mehrerer Erfassungen auftritt, nimmt folglich der Wert des Datenworts, das dieses Ereignis darstellt, im Rasterabtastspeicher 14 zu.

Wie auch in 1 gezeigt, kann der Inhalt des Rasterabtastspeichers durch einen Abklingprozess 34 beeinflusst werden, der den an jeder Stelle im Rasterabtastspeicher gespeicherten Wert um ein ausgewähltes Ausmaß pro Einheitszeit verringert, so dass Ereignisse, die nur selten auftreten, im Vergleich zu Ereignissen, die häufiger auftreten, mit verringerter Intensität gezeigt werden.

Das Oszilloskop umfasst eine Steuereinheit 38, die den Betrieb der anderen in 1 gezeigten Komponenten steuert, und Bedienpersonen-Bedienelemente 42, die dem Benutzer ermöglichen, die Einstellungen des Oszilloskops einzustellen.

Bei einem bekannten Verfahren der Rasterisierung, das als Punktmodus bezeichnet wird, wird die Adresse (Xi, Yi) eines Datenworts des rasterisierten Wellenformdatensatzes von einem einzelnen Daten-Adressen-Paar des linearen Wellenformdatensatzes abgeleitet. Folglich entsprechen die Datenworte im rasterisierten Wellenformdatensatz auf einer Eins-zu-Eins-Basis den Daten-Adressen-Paaren des linearen Wellenformdatensatzes.

Es wird im Allgemeinen als erwünscht betrachtet, dass die dem Benutzer eines Oszilloskops präsentierte Wellenform im Wesentlichen kontinuierlich ohne signifikante horizontale oder vertikale Lücken zwischen Punkten ist. Wenn jedoch der Rasterizer im Punktmodus arbeitet, können zwischen Punkten in der Anzeige Lücken vorhanden sein. In Abhängigkeit vom Signal und von den Einstellungen des Oszilloskops kann folglich der Punktmodus für die Rasterisierung nicht als optimal betrachtet werden.

In einem anderen bekannten Modus, der als Vollvektormodus bezeichnet wird, umfasst der rasterisierte Wellenformdatensatz nicht nur Datenworte, die jeweils von den Daten-Adressen-Paaren des linearen Wellenformsatzes abgeleitet werden, sondern auch zusätzliche Datenworte, die durch den Rasterizer synthetisiert werden, um sicherzustellen, dass die Wellenform kontinuierlich ist, so dass ein Endpunkt eines Vektors vertikal vom Endpunkt eines benachbarten Vektors um nicht mehr als ein Pixel versetzt ist und alle Pixel zwischen den zwei Endpunkten des Vektors sowie die zwei Endpunkte selbst beleuchtet werden.

Die US-Patentanmeldung Nr. 09/026 185, eingereicht am 19. Februar 1998 (US 6 104 374), offenbart einen spärlichen Vektormodus zur Rasterisierung, in dem die Endpunkte eines Vektors von einem benachbarten Vektor um mehr als ein Pixel vertikal versetzt sein können und eine Lücke von einem oder mehreren Pixeln zwischen zwei Punkten in einem gegebenen Vektor vorhanden sein kann. Eine Zufallszahlenumrechung ist in den spärlichen Vektormodus eingebaut, so dass, selbst wenn die linearen Wellenformdatensätze für aufeinander folgende Erfassungen identisch sind, die jeweiligen rasterisierten Wellenformdatensätze im Allgemeinen nicht genau dieselben sind und Lücken in einem Vektor, die bei einer Erfassung erzeugt werden, bei einer anschließenden Erfassung gefüllt werden.

In einer praktischen Implementierung des in der Patentanmeldung Nr. 09/026 185 beschriebenen Oszilloskops ist eine Variable, die sich auf den Betrieb des Rasterizers auswirkt, als minimales Angriffsausmaß bekannt, das der minimale Wert eines von Null verschiedenen Datenworts im rasterisierten Wellenformdatensatz ist. In Abhängigkeit von der Art des linearen Wellenformdatensatzes kann ein von Null verschiedenes Datenwort im rasterisierten Wellenformdatensatz einen Wert (Angriffsausmaß) aufweisen, der größer ist als das minimale Angriffsausmaß. Eine weitere Variable, die sich auf den Betrieb des Oszilloskops auswirkt, kann als Abklingrate bezeichnet werden, die das Ausmaß ist, um das der Abklingprozess 34 die Werte von von Null verschiedenen Datenworten im Anzeigedatensatz pro Einheitszeit verringert.

Die Abklingrate und das minimale Angriffsausmaß hängen von Werten ab, die von der Steuereinheit 38 zum Abklingprozess 34 bzw. zum Rasterizer 26 geliefert werden.

In der praktischen Implementierung des Oszilloskops, das in der Patentanmeldung Nr. 09/026 185 beschrieben ist, weist ein Punkt, der ein Ereignis in einem gegebenen Signalkanal darstellt, eine ausgewählte Farbe wie z.B. Rot auf und ein unbeleuchtetes Pixel ist schwarz. Die Helligkeit des Punkts hängt vom Wert des Datenworts an der entsprechenden Stelle im Rasterabtastspeicher ab. Bei einem hohen Datenwort ist der Punkt kräftig, und wenn der Datenwert abnimmt, verblasst der Punkt über fortschreitend tiefere und dunklere Schattierungen zu Schwarz. Der Wert des Datenworts an einer gegebenen Stelle im Rasterabtastspeicher und daher die Helligkeit des entsprechenden Punkts in der Anzeige hängt vom Angriffsausmaß für das Ereignis, das durch diese Stelle im Rasterabtastspeicher dargestellt wird, und von der Abklingrate ab. Die Anzeigevorrichtung kann so eingestellt werden, dass die Helligkeit und der Kontrast der Anzeige geändert werden. Der Kontrast kann Differenzen in der Häufigkeit von Ereignissen angeben, da ein Pixel, das weniger häufig getroffen wird, dunkler ist als ein Pixel, das häufiger getroffen wird. Wenn der Kontrastwert niedrig ist, wird die Differenz zwischen der Helligkeit eines Pixels, das häufiger getroffen wird, und der Helligkeit eines Pixels, das weniger häufig getroffen wird, verringert und folglich scheinen alle Ereignisse gleich. Ferner kann der Kontrast Differenzen der Flankenrate von Ereignissen angeben: langsamere Flanken werden heller gezeigt als schnellere Flanken.

Drei Variablen, die die Art und Weise charakterisieren, in der ein Vektor im spärlichen Vektormodus der Rasterisierung angezeigt wird, werden hierin als Vektorgewicht VW, das gleich dem Gesamtwert der Datenworte für die Punke in einem Vektor ist, als Rastergewicht W, das gleich den Einheiten der Intensität pro Angriff (der Menge, um die der im Rasterabtastspeicher gespeicherte Datenwert für ein spezielles Ereignis beim nächsten Auftreten dieses Ereignisses erhöht wird) ist, und als Vektorfüllung N, die gleich der maximalen Anzahl von Punkten in einem Vektor ist, bezeichnet.

Im spärlichen Vektormodus der Rasterisierung wird der Wert von VW über alle Vektoren im Wesentlichen konstant gehalten, um die Helligkeit aller Vektoren ungeachtet der Länge des Vektors gleich zu halten. Wenn die tatsächliche Anzahl von Punkten in einem Vektor N ist, ist VW gleich W·N. Wenn die tatsächliche Anzahl von Punkten in einem gegebenen Vektor geringer als N ist, wird der Wert von W für diesen Vektor erhöht, um VW konstant zu halten.

EP-A-0347901 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anzeigen einer erfassten Wellenform in einer Schattierungstonweise (Graustufe) oder in einer Farbweise auf der Basis von Schattierungstönen. Ein Eingangssignal wird in Adressen umgewandelt, die jedem Durchlaufzeitpunkt und der Amplitude des Eingangssignals, die Adressen in einem Bildspeicher definiert, umgewandelt. Wellenformleuchtdichtedaten werden dann in den jeweiligen Adressen im Bildspeicher gespeichert, wobei die Leuchtdichtedaten bis zu 256 Pegel besitzen. Die Leuchtdichtedaten werden von einem Rechenabschnitt erzeugt, der unter Verwendung eines vorbestimmten Werts L, der auf 1 gesetzt wird, eine vorbestimmten Berechnung durchführt. Bei jedem Auftreten eines Auslösesignals erzeugt ein Taktgenerator 512 Taktimpulse (ein Messzyklus), die an einen A/D-Wandler, eine Adressensteuereinheit und einen Addierer, der als Rechenabschnitt fungiert, angelegt werden. Der Addierer empfängt die Leuchtdichtedaten von den jeweiligen Adressen im Bildspeicher, addiert 1 zu den empfangenen Leuchtdichtedaten und speichert das Ergebnis wieder an derselben Speicherstelle. Die Leuchtdichtedaten werden erhöht, bis sie 255 erreichen, wo die anschließende Addition gestoppt wird. Wenn die Spurfrequenz, mit der der Punkt auf dem Anzeigebildschirm aufgezeichnet wird, erhöht wird, werden die Leuchtdichtedaten im Bildspeicher größer und daher erscheint der Punkt heller. Wenn andererseits die Spurfrequenz verringert wird, erscheint der Punkt dunkler.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Rasterabtast-Digitalsignal-Erfassungs- und -Wellenformanzeigeinstruments, wie in Anspruch 1 dargelegt, bereitgestellt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Für ein besseres Verständnis der Erfindung und, um zu zeigen, wie dieselbe umgesetzt werden kann, wird nun beispielhaft auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen, in denen gilt:

1 ist ein Blockdiagramm, das einige Merkmale eines digitalen Oszilloskops gemäß dem Stand der Technik darstellt,

2 stellt den Betrieb des in 1 gezeigten Oszilloskops dar,

3 ist ein Blockdiagramm, das einige Merkmale eines digitalen Oszilloskops gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Die Anordnung der Blöcke, die in 3 gezeigt ist, wurde ausgewählt, um die Beschreibung des Signalflusses zu erleichtern, und entspricht nicht notwendigerweise der Anordnung von Blöcken in einer praktischen Implementierung der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung

Es wäre möglich, mehrere unabhängige Steuerknöpfe in der Benutzerschnittstelle eines digitalen Oszilloskops vorzusehen, um eine unabhängige Steuerung der Variablen wie z.B. des Vektorgewichts und der Abklingrate zu ermöglichen, die sich auf das Aussehen der Anzeige auswirken, dies könnte jedoch eine Schwierigkeit oder einen Widerstand seitens eines Benutzers erzeugen, der mit der Schnittstelle des herkömmlichen analogen Oszilloskops vertraut ist und folglich einen einzelnen Intensitätssteuerknopf gewöhnt ist. Es wäre auch möglich, zwei Steuerknöpfe zum Steuern der Helligkeit bzw. des Kontrasts vorzusehen, aber die Fähigkeit, die Helligkeit und den Kontrast mit einem Grad an Unabhängigkeit zu steuern, wäre auch vielen Benutzer unvertraut.

Die Benutzerbedienelemente des in 3 gezeigten Oszilloskops umfassen einen Knopf 44, der mit einem Winkelpositionssensor 46 mechanisch gekoppelt ist, der ein numerisches Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Winkelposition des Knopfs der Steuereinheit liefert. Die Steuereinheit stellt die Betriebsparameter des Rasterizers und des Abklingprozesses in Reaktion auf das numerische Ausgangssignal des Positionssensors ein.

Die Drehung des Steuerknopfs 44 von einem Extrem (vollständig gegen den Uhrzeigersinn oder Minimum) zum entgegengesetzten Extrem (vollständig im Uhrzeigersinn oder Maximum) besitzt drei Hauptbereiche. Die Art und Weise, in der die Steuereinheit die Betriebsparameter des Rasterizers und des Abklingprozesses im ersten und im zweiten Hauptbereich einstellt, werden so ausgewählt, dass der Effekt des Drehens des Intensitätssteuerknopfs eines herkömmlichen analogen Oszilloskops emuliert wird. Folglich nimmt im ersten Hauptbereich die maximale Helligkeit zu, während die minimale Helligkeit im Wesentlichen konstant bleibt, und daher nimmt der Kontrast (das Verhältnis der maximalen Helligkeit zur minimalen Helligkeit) auch zu. Im zweiten Hauptbereich nimmt die maximale Helligkeit anfänglich weiter bis zur Sättigung zu, während die minimale Helligkeit mit im Wesentlichen derselben Rate wie die maximale Helligkeit zunimmt. In diesem Teil des zweiten Bereichs bleibt der Kontrast konstant. In einem zweiten Teil des zweiten Hauptbereichs nimmt die minimale Helligkeit weiter zu, nachdem die maximale Helligkeit die Sättigung erreicht hat, so dass der Kontrast dann abnimmt und schließlich Null erreicht, wenn die minimale Helligkeit die Sättigung erreicht hat.

Die Betriebsparameter, die von der Steuereinheit in Reaktion auf das Ausgangssignal des Winkelpositionssensors eingestellt werden, sind die Abklingrate für den Abklingprozess und das Vektorgewicht und das minimale Angriffsausmaß für den Rasterizer. Das Angriffsausmaß für ein gegebenes Pixel ist das Größere des minimalen Angriffsausmaßes und der Summe des aktuellen Datenwerts für das Pixel plus den Bruch, von welchem das Vektorgewicht der Zähler ist und die Vektorlänge der Nenner ist. Der Abklingprozess verringert einen Datenwert im Rasterabtastspeicher entweder durch Multiplizieren des Datenwerts mit einem Bruch, der geringer ist als Eins, und Schreiben des Ergebnisses wieder in dieselbe Speicherstelle oder durch Subtrahieren einer Konstante vom Datenwert und Schreiben des Ergebnisses wieder in dieselbe Speicherstelle.

Im ersten Hauptbereich erhöht die Steuereinheit das Vektorgewicht gleichmäßig, wenn der Knopf gedreht wird, während die Abklingrate mit einer relativ niedrigen Rate verringert wird und der minimale Angriffswert konstant gehalten wird. Dies hat den Effekt des Erhöhens sowohl des Kontrasts als auch der Anzeigehelligkeit. Die Rate der Erhöhung des Kontrasts (mit der Knopfdrehung) kann etwas geringer sein als die Rate der Erhöhung der Helligkeit.

Im zweiten Hauptbereich erhöht die Steuereinheit den minimalen Angriffswert fortschreitend auf 50% Sättigung, während sie das Vektorgewicht weiterhin erhöht. Die Abklingrate wird auch während des zweiten Hauptbereichs verringert. Die Erhöhung des minimalen Angriffswerts führt dazu, dass die minimale anfängliche Helligkeit von irgendeinem Punkt 50% seiner maximalen, vollständig gesättigten Helligkeit ist. Der Effekt dieser Maßnahmen besteht darin, die Helligkeit zu erhöhen, um den Benutzer beim Sehen von seltenen oder dunklen Ereignissen zu unterstützen. Wenn die Häufigkeit eines Ereignisses derart ist, dass die Oberseite des Kontrastbereichs den Sättigungspegel erreicht, wird das Kontrastverhältnis verringert, wenn der Steuerknopf weiter gedreht wird. Am Ende des zweiten Hauptbereichs erscheinen die meisten regelmäßigen Ereignisse vollständig gesättigt und weisen daher unter sich keinen Kontrast auf.

Innerhalb des ersten und des zweiten Hauptbereichs ändert sich die Abklingrate nur langsam und ihr Bereich von Werten ist derart, dass ein seltenes Ereignis als Punkt gezeigt wird, der anfänglich hell ist (in Abhängigkeit vom minimalen Angriffswert) und ziemlich schnell auf Schwarz abklingt.

Wenn der Benutzer den Steuerknopf weiterhin über den zweiten Hauptbereich hinaus dreht, kann gefolgert werden, dass entweder der Benutzer den Verdacht hat, dass einige Ereignisse auftreten, aber nicht gezeigt wurden, oder dass der Benutzer versucht zu bestätigen, dass keine zusätzlichen Ereignisse vorhanden sind, die zu sehen sein sollten. Um weniger häufige Ereignisse oder dunkle Ereignisse wie z.B. gelegentliche Störimpulse im dritten Hauptbereich zu zeigen, wird daher die Abklingrate schnell verringert, wenn der Knopf gedreht wird. Wenn ein seltenes Ereignis auftritt, wenn sich der Knopf im dritten Hauptbereich befindet, klingt seine Anzeige viel langsamer ab, als wenn sich der Knopf im ersten oder zweiten Hauptbereich befinden würde. Der Effekt der Verringerung der Abklingrate in dieser Weise besteht darin, die Anzahl von Erfassungen, die zur Anzeige beitragen, zu erhöhen.

Im ersten und im zweiten Bereich arbeitet der Rasterizer gemäß dem spärlichen Vektormodus, der in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung Nr. US 09/106383, eingereicht am 25. Juni 1998 (US 2001022588), beschrieben ist.

Im dritten Hauptbereich arbeitet der Rasterizer im Vollvektormodus, um sicherzustellen, dass ein Ereignis mit maximaler Helligkeit angezeigt wird.

Wenn sich der Knopf im dritten Bereich befindet, kann eine merkliche Verschwommenheit oder Unschärfe von relativ häufigen oder hellen Ereignissen bestehen. Die Änderungsrate der Abklingrate während des ersten und des zweiten Bereichs wird so ausgewählt, dass der minimale Wert der Abklingrate im zweiten Bereich ausreichend groß ist, dass keine signifikante Verschwommenheit oder Unschärfe im zweiten Hauptbereich besteht.

Die Funktionen, die sowohl das Vektorgewicht als auch das minimale Angriffsausmaß steuern, ändern sich am Ende des zweiten Hauptbereichs. Um einen glatten Übergang in den dritten Hauptbereich vorzusehen, wird die Änderungsrate der Abklingrate vor dem Ende des zweiten Bereichs vorzugsweise auf Null verringert.

Obwohl die drei Hauptbereiche beschrieben wurden, als ob die Grenzen zwischen den Bereichen klar definiert wären, kann eine gewisse Überlappung zwischen den Bereichen bestehen, um abrupte Änderungen im Aussehen der Anzeige zu vermeiden.

Es ist zu erkennen, dass die Erfindung nicht auf das spezielle Ausführungsbeispiel, das beschrieben wurde, eingeschränkt ist und dass Veränderungen darin vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Obwohl die Erfindung mit Bezug auf ein Instrument beschrieben wurde, in dem der Farbparameter, der in Reaktion auf die Drehung des Steuerknopfs geändert wird, die Intensität ist, ist die Erfindung beispielsweise auch auf ein Instrument wie z.B. ein Farbtemperatur-Anzeigeinstrument anwendbar, in dem ein anderer Parameter (der Farbton im Fall eines Farbtemperatur-Anzeigeinstruments) geändert wird. In jedem Fall setzt die Steuereinheit das numerische Ausgangssignal des Winkelpositionssensors, das die Helligkeit darstellt, in einen Zahlenwert um und bildet den Zahlenwert auf eine Farbe ab.


Anspruch[de]
Verfahren zum Betreiben eines Rasterabtast-Digitalsignal-Erfassungs- und -Wellenformanzeigeinstruments, in dem ein Punkt, der ein Signalereignis darstellt, mit einem Farbparameter gemäß dem Wert eines entsprechenden Datenworts angezeigt wird, das in einem Rasterabtastspeicher (14) gespeichert ist, wobei das Verfahren umfasst:

Empfangen eines einzelnen Farbparameter-Steuerwerts von einem Benutzerschnittstellen-Steuerelement (44) und Erzeugen von mehreren unabhängigen Steuerwerten zum Beeinflussen der Werte der im Rasterabtastspeicher (14) gespeicherten Datenworte als Reaktion auf den einzelnen Farbparameter-Steuerwert;

wobei das Instrument einen Rasterizer (26) zum Erhöhen des Werts des Datenworts entsprechend einem Ereignis um ein Ausmaß, das durch eine erste Funktion zurückgegeben wird, bei jedem Auftreten des Ereignisses und eine Abklingmaschine (34) zum Verringern der Werte aller von Null verschiedenen Datenworte im Rasterabtastspeicher (14) um ein Ausmaß, das von einer zweiten Funktion zurückgegeben wird, pro Einheitszeit aufweist und das Verfahren das Liefern des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts als Eingaben in sowohl die erste Funktion als auch die zweite Funktion umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Benutzerschnittstellen-Steuerelement (44) mindestens einen Betriebsbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die maximale Helligkeit zu erhöhen, während die minimale Helligkeit im Wesentlichen konstant gehalten wird. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Funktion das Vektorgewicht, das gleich dem Gesamtwert der Datenworte für die Punkte in einem Segment zwischen dem obersten Punkt und dem untersten Punkt in einer Spalte ist, gleichmäßig in dem einen Bereich erhöht. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Benutzerschnittstellen-Steuerelement (44) mindestens einen Betriebsbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die maximale Helligkeit mit einer ersten Rate zu erhöhen, während die minimale Helligkeit mit einer zweiten Rate erhöht wird, die wesentlich geringer ist als die erste Rate. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Benutzerschnittstellen-Steuerelement (44) mindestens einen Betriebsbereich mit mindestens einem Teilbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, sowohl die maximale Helligkeit als auch die minimale Helligkeit zu erhöhen. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der eine Bereich einen ersten Teilbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, sowohl die maximale Helligkeit als auch die minimale Helligkeit zu erhöhen, und einen zweiten Teilbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die minimale Helligkeit zu erhöhen, während die maximale Helligkeit im Wesentlichen konstant gehalten wird. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erste Funktion das Vektorgewicht in dem einen Bereich gleichmäßig erhöht und die zweite Funktion die Abklingrate in dem einen Bereich verringert. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die erste Funktion das minimale Angriffsausmaß, das das Ausmaß ist, um das der im Rasterabtastspeicher gespeicherte Datenwert für ein spezielles Ereignis beim nächsten Auftreten dieses Ereignisses erhöht wird, in dem einen Bereich erhöht. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Benutzerschnittstellen-Steuerelement (44) mindestens einen ersten Betriebsbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die maximale Helligkeit zu erhöhen, während die minimale Helligkeit im Wesentlichen konstant gehalten wird, und einen zweiten Betriebsbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, sowohl die maximale Helligkeit als auch die minimale Helligkeit zu erhöhen. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Benutzerschnittstellen-Steuerelement (44) mindestens einen Betriebsbereich mit mindestens einem Teilbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die minimale Helligkeit zu erhöhen, während die maximale Helligkeit im Wesentlichen konstant gehalten wird. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der eine Bereich einen ersten Teilbereich aufweist, indem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die minimale Helligkeit zu erhöhen, während die maximale Helligkeit im Wesentlichen konstant gehalten wird, und einen zweiten Teilbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, sowohl die maximale Helligkeit als auch die minimale Helligkeit im Wesentlichen konstant zu halten, während die Beständigkeit erhöht wird. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste Funktion das Vektorgewicht in dem einen Bereich im Wesentlichen konstant hält und die zweite Funktion die Abklingrate in dem einen Bereich verringert. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Benutzerschnittstellen-Steuerelement (44) mindestens einen Betriebsbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die Helligkeit von seltenen Punkten unabhängig von der aktuellen Helligkeit von oder vom Kontrast zu anderen Teilen der Anzeige zu erhöhen. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Benutzerschnittstellen-Steuerelement (44) mindestens einen ersten Betriebsbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die maximale Helligkeit zu erhöhen, während die minimale Helligkeit im Wesentlichen konstant gehalten wird, einen zweiten Betriebsbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, sowohl die maximale Helligkeit als auch die minimale Helligkeit zu erhöhen, und einen dritten Betriebsbereich mit mindestens einem Teilbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die minimale Helligkeit zu erhöhen, während die maximale Helligkeit im Wesentlichen konstant gehalten wird. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der dritte Bereich einen ersten Teilbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, die minimale Helligkeit zu erhöhen, während die maximale Helligkeit im Wesentlichen konstant gehalten wird, und einen zweiten Teilbereich aufweist, in dem der Effekt des Erhöhens des einzelnen Farbparameter-Steuerwerts darin besteht, sowohl die maximale Helligkeit als auch die minimale Helligkeit im Wesentlichen konstant zu halten, während die Beständigkeit erhöht wird. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der Farbparameter die Intensität ist. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der Farbparameter der Farbton ist.






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