Brevet FR2514900A1 — publié le 19830422

"Dispositif de mémorisation et de visualisation de formes d'onde" La présente invention concerne de manière géné- rale la mémorisation et la visualisation de formes d'onde par un oscilloscope numérique, et en particulier un dispositif numérique pour la détection et la mémorisation de formes d'onde qui diffèrent d'une forme d'onde de référence mise en mémoire. Les oscilloscopes numériques usuels enregistrent et visualisent des phénomènes électriques variant dans le temps en convertissant des signaux analogiques en des représentations numériques qui sont ensuite mémorisées sous la forme d'une forme d'onde complète de manière à être régénérées ultérieurement en vue d'un affichage sur l'écran d'un tube à rayon cathodique. Généralement les oscilloscopes numériques fonctionnent selon des modes indépendants de saisie (ou mémorisation) et de visualisation, en comportant des mémoires de forme d'onde séparées pour chaque mode, ce qui permet l'utilisation de cadences de synchronisation indépendantes et peut 4 tre diffé- rentes Du fait de la limitation de l'espace mémoire disponible pour la mémorisation de formes d'onde et de la durée du temps qui s'écoule entre la saisie des formes d'onde et-leur visua- lisation ultérieure, on a développé divers modes opératoires pour la commodité des usagers. Un de ces modes opératoires est l'unité de mémo- risation multiple de formes d'onde qui est décrite dans le brevet américain 4 198 683 de Thomas P Dagostino qui a été cédé à la Demanderesse Dans ce cas, on procède à la sai- sie en série de plusieurs formes d'onde qui sont mémorisées dans des mémoires de forme d'onde respectives séparées et ensuite visualisées selon l'ordre chronologique au moyen d'un dispositif de commande historique et d'un compteur de mémoires. Lorque l'on saisit une nouvelle forme d'onde, la forme d'onde la plus ancienne est éliminée Un autre mode opératoire est l'unité de mémorisation de forme d'onde décrite dans le brevet américain n' 4 271 486 de Thomas P Dagostino et Luis J Navarro qui a été cédé à la Demanderesse Dans ce mode opératoire, on détecte les déviations maximales du signal le long d'une forme d'onde et on les mémorise à des intervalles prédéterminés de telle manière que l'on puisse visualiser une enveloppe com- posite du signal. Il est souvent désirable de contrôler des signaux électriques répétitifs pour détecter des variations occasion- nelles ou des événements aléatoires, tels que des perturba- tions, l'absence d'impulsions, etc et pour mémoriser de tels phénomènes modifiés en vue de leur visualisation peut être en- comparaison avec une forme d'onde de référence Mais une telle surveillance peut être très pénible pour un utilisateur. Conformément à la présente invention, on fournit un dispositif de mémorisation et de visualisation de formes d'onde dans lequel des formes d'onde successives d'un signal répétitif sont comparées avec une forme d'onde de référence et après détection d'une différence ou d'une variation dans la forme d'onde, la forme d'onde modifiée est mémorisée. Selon un mode de réalisation préféré de la pré- sente invention, on fournit un oscilloscope numérique ayant des mémoires indépendantes de saisie et de visualisation de formes d'onde, lesdites mémoires étant interconnectées par un bus de microprocesseur, ledit oscilloscope ayant deux mémoires de forme d'onde additionnelles, l'une pour mémoriser une forme d'onde de référence et l'autre pour mémoriser une forme d'onde modifiée La comparaison est effectuée sous 'a commande du microprocesseur et l'on peut fournir différents modes de visualisation. C'est donc un objet de la présente invention de fournir un nouveau dispositif de mémorisation et de visuali- sation de formes d'onde destiné à un oscilloscope numérique. C'est encore un autre objet de la présente inven- tion de fournir un dispositif de mémorisation et de visualisa- bion de formes d'onde dans lequel on compare les formes d'ondes successives d'un signal répétitif avec une forme d'onde de 14900 référence et dans lequel, après détection d'une différence ou d'une variation dans la forme d'onde, la forme d'onde modi- fiée est mémorisée. Selon encore un autre objet de la présente inven- tion, on fournit un dispositif de mémorisation et de visualisa- tion de forme d'onde destiné à un oscilloscope numérique dans lequel on mémorise de manière automatique une forme d'onde qui diffère d'une forme d'onde de référence après son appari- tion et dans lequel la forme d'onde modifiée ou des parties de cette dernière, peuvent être visualisées. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description qui suit, faite en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma bloc d'un oscillos- cope numérique mettant en oeuvre le dispositif de mémorisation et de visualisation de forme d'onde selon la présente invention, et les figures 2 A à 2 C sont des formes d'onde destinées à l'explication d'un aspect de la présente invention. Sur le schéma bloc de la figure 1, on voit une unité de saisie 10 et une unité de visualisation 12 qui sont interconnectées de manière générale par un système à micropr Q- cesseur comprenant rne unité 14 de comparaison logique et de. commande et son bus associé 16, l'ensemble formant un oscillos- cope numérique Des signaux analogiques sont appliqués par l'in- termédiaire d'une borne d'entrée 20 à un ensemble 22 comprenant un circuit d'entrée de mise en forme et un convertisseur analo- gique-numérique Ce sont des circuits usuels gui comprennent, de manière classique, une mise en forme d'entrée, une atténua- tion, une préamplification et un système à déclenchement de manière à conditionner le signal à des niveaux et à un point- de départ de séquence qui soient convenables pour la conver- sion en données parallèles à N éléments binaires par le convertisseur analogique numérique Ce dernier peut, de manière appropriée, être du type à échantillonnage par horloge ou à découpage de manière à fournir les données numériques à une vitesse de conversion prédéterminée Les données numériques sont mémorisées dans une mémoire de saisie 24 sous la commande d'un compteur d'adresses (non représenté) qui opère en synchro- nisme avec l'horloge d'échantillonnage qui commande le convertisseur analogique-numérique La mémoire de saisie 24 a, de manière classique, une capacité permettant de mémoriser une forme d'onde ou un format d'information correspondant à la largeur de l'écran. L'unité de visualisation 12 comprend une mémoire de visualisation de forme d'onde 30, un circuit 32 d'horloge de visualisation et de compteur d'adresses, un ensemble 34 de convertisseur numérique-analogique et d'amplification verticale, un ensemble 36 de convertisseur numériqueanalogique et d'amplification horizontale et une unité de visualisation 38 Les blocs qui viennent d'être nommés contiennent des circuits conventionnels communément utilisés dans des disposi- tifs de visualisation d'oscilloscope numérique La mémoire 30 de visualisation de forme d'onde est chargée avec des données qui représentent une forme d'onde par le microprocesseur 14 par lintermédiaire du bus 16 Les données de visualisation mémorisées sont extraites de manière synchronisée de la mémoire sous la commande de l'ensemble d'horloge de visualisation et de compteur d'adresses 32, converties en des signaux analogiques et visualisées sur l'axe vertical de l'unité de visualisation 38 De manière analogue les données d'adresses fournies par la partie compteur d'adresses du bloc 32 sont converties en valeur analogique de manière à commander la visualisation le long de l'axe horizontal de l'unité de visua- lisation 38 Pour ce dispositif particulier, l'unité de visua- lisation 38 est un tube à rayon cathodique, bien que d'autres moyens de visualisation graphique, tels que des dispositifs de visualisation à panneau plat, peuvent être utilisés On prévoit également un amplificateur 40 pour l'axe des Z afin d'allumer et d'éteindre le faisceau de visualisation du tube cathodique en fonction de l'information de forme d'onde à visualiser. On prévoit deux mémoires de forme d'onde addi- tionnelles branchées sur le bus 16: une mémoire 42 de forme d'onde de référence et une mémoire 44 de forme d'onde modifiée. Sur une commande effectuée manuellement par l'opérateur ou en fonction d'instructions programmées, l'unité 14 de compa- raison logique et de commande transfère le contenu de la mémoire de saisie 24 à la mémoire de forme d'onde de référence 42 pour y mémoriser une forme d'onde de référence Ensuite, de nouvelles formes d'onde peuvent être saisies par l'unité de saisie 10, peut être sur une base répétitive à des inter- valles de temps prédéterminés de manière connue Toutes les formes d'ondes successives sont déclenchées ou initialisées de la même manière et on peut donc s'attendre à ce qu'elles soient essentiellement identiques à la forme d'onde de réfé- rence L'unité de comparaison logique et de commande 14 compare chaque nouvelle forme d'onde qui vient d'être saisie et mémorisée dans la mémoire de saisie 14 avec la forme d'onde de référence de la mémoire 44 La comparaison logique peut être effectuée par un système câblé qui utilise des compara- teurs numériques, des registres de stockage et des circuits- portes ou bien la comparaison logique peut être eff:ectuée par un programme Ces deux possibilités sont bien connues dans la technique Lorsque l'on détecte une variation par rapport à la forme d'onde de référence dans une forme d'onde qui vient d'être saisie, cette forme d'onde comprenant une variation est automatiquement mémorisée dans la mémoire 44 de forme d'onde modifiée par la partie microprocesseur de l'unité 14 de compa- raison logique et de commande La variation détectée peut être sous la forme d'une perturbation, d'un défaut d'impulsions, ou d'aberrations circulaires de transitoires ou de tout autre changement dans la forme d'onde, même un changement complet ou la perte de la forme d'onde. Il est possible d'utiliser de nombreux modes de visualisation parce que les contenus des mémoires 24, 42 et 44 sont également accessibles et peuvent être transférés à la mémoire 30 de visualisation de forme d'onde On peut consi- dérer un de ces rodes de visualisation qui consiste à visualiser à la fois les formes d'onde de référence et modifiée, en faisant alterner les deux d'une manière semblable aux modes alternés conventionnels associés aux oscilloscopes analogiques Dans ce mode, la forme d'onde de référence est visualisée en elle- même sur l'unité de visualisation 38 jusqu'à ce que la forme modifiée soit détectée, instant o commence le mode alterné. On peut ajouter une tension continue appropriée de relèvement du niveau à l'une ou aux deux formes d'onde dans l'étage ampli- ficateur vertical de manière à créer un déplacement vertical sur les écrans en séparant les formes d'ondes en vue de faciliter la comparaison visuelle Le fait que les deux formes d'ondes soient visualisées de cette manière indique qu'une variation s'est produite et a été mémorisée, si bien qu'il n'est pas nécessaire que l'utilisateur surveille le système de visua- lisation pour observer un changement; il n'est même pas néces- saire que l'utilisateur soit présent lorsque la variation se produit. Un autre mode de visualisation qui a été consi- déré est de visualiser la forme d'onde modifiée en intensifiant les parties modifiées Sur la figure 2 A, on a montré une forme d'onde de référence 50 en utilisant le front de montée d'une impulsion en tant qu'exemple La partie microprocesseur de l'unité 14 de comparaison logique et de commande peut engendrer une marge de garde qui est représentée par les lignes interrompues 52 et qui coincident, pour l'essentiel, avec la forme d'onde de référence afin d'établir les limites d'une variation permise La marge de garde peut être programmée pour s'adapter à une caractéristique désirée ou anticipée Dans la figure 2 B, on a représenté la forme d'onde 50 déplacée vers la droite La partie de comparaison logique délimitée 14 détecte un changement dans la forme d'onde parce qu'une partie de la 14900 forme d'onde est à l'extérieur de la marge de garde Ce n'est pas seulement la forme d'onde modifiée qui est mémorisée dans la mémoire 24 mais aussi les adresses de la partie de la forme d'onde qui sont modifiées sont mémorisées dans une zone élargie d'une mémoire adressable 56 qui a été représentée branchée entre le bus 16 et l'amplificateur de l'axe des Z dans la figure 1 La forme d'onde modifiée est transférée dans la mémoire de visualisation de forme d'onde 30 et elle en est extraite ensuite de manière synchrone en vue de la visualisa- tion par l'ensemble 32 d'horloge de visualisation et de compteur d'adresses Lorsque le compteur d'adresses atteint les adresses mémorisées dans la mémoire adressable 56, des signaux logiques sont engendrés et appliqués à l'amplificateur d'axe des Z 40 qui, à son tour, augmente le courant de pola- risation du tube à rayon cathodique 38, ce qui intensifie la partie modifiée de la forme d'onde La zone intensifiée de la forme d'onde est représentée par la ligne épaisse 58 dans la figure 2 C. En addition aucmodesde visualisation de formes d'onde qui ont été décrits ci-dessus, la partie microprocesseur de l'unité 14 de comparaison logique et de commande peut être programée pour réaliser plusieurs techniques d'analyse bien connues tei es que l'arizlyse de s&gn-ture, sur les fortes d'onde dont on désire détecter les variations. La description ci-dessus n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et il est évident que l'on peut y apporter des modifications ou variantes sans pour autant sortir-du cadre de la présente invention. -REVENDICATIONS 1 Procédé de mémorisation et de visualisation de formes d'onde, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de (a) mémorisation d'une forme d'onde de référence dans une première mémoire de forme d'onde ( 42); (b) comparaison des formes d'onde saisies ulté- rieurement avec ladite forme d'onde de référence et détection d'une forme d'onde modifiée par rapport à ladite forme d'onde de référence, et (c) mémorisation de ladite forme d'onde modifiée dans une deuxième mémoire de forme d'onde ( 44), de manière automatique dès ladite détection, lesdites première ( 42) et seconde ( 44) mémoires étant accessibles en vue de la visualisa- tion de leur contenu. 2 Procédé selon la revendication-1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, l'étape de fourniture d'une indication visuelle qu'une modification s'est produite. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite étape de fourniture d'une indication visuelle comprend l'affichage de ladite forme d'onde modifiée en inten- sifiant la partie de cette forme d'onde modifiée qui diffère de la forme d'onde de référence. 4 Dispositif de mémorisation et de visualisation de formes d'onde, caractérisé en ce qu'il comprend: une première mémoire de forme d'onde ( 42) pour la mémorisation d'une forme d'onde de référence; des moyens ( 14) pour comparer des formes d'onde saisies ultérieurement avec ladite forme d'onde de référence et pour détecter une forme d'onde modifiée par rapport à ladite forme d'onde de référence, et des moyens ( 14) pour mémoriser ladite forme d'onde modifiée dans une deuxième mémoire de forme d'onde ( 44) de manière automatique dès ladite détection. 5 Dispositif selon la revendication 4, caracté- 25149 00 risé en ce qu'il comporte,en outre, des moyens ( 56) pour fournir une indication visuelle qu'une modification s'est produite. 6 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdits moyens d'indication visuels comprennent une unité de visualisation pouvant visualiser la forme d'onde modifiée en relation avec la forme d'onde de référence. 7 Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que lesdits moyens de comparaison ( 14) comprennent des moyens pour établir une variation permise à partir de ladite forme d'onde de référence. 8 Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre des moyens ( 56) pour mémo- riser une information d'identification des endroits de la forme d'onde modifiée qui diffèrent de la forme d'onde de référence.