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Entwicklernetzwerkes
(0) Zusammenfassung
(1) Stand der Technik
Graphennetzelement zur bildlichen Beschreibung eines Verfahrensschrittes
Die hier verwendeten Graphennetze setzen sich aus Graphennetzelementen entsprechend Fig. 15a bestehend aus einem alten Zustand, einem zeitbedingten Ereignis und einem neuen Zustand zusammen. Mehrere Eingangs- und Ausgangszustände zu jedem Ereignis, wie in [L1.01] beschrieben, werden nicht zugelassen. Mit dieser Einschränkung wird ausgeschlossen, dass ein Verfahren nach einem Ereignis gleichzeitig oder gleichermaßen zwei Zustände einnehmen kann. Ein Ereignis entspricht somit immer einem Verfahrensschritt, der ausgeführt wird, wenn die dem Ereignis zugehörige zeitbedingte Übergangsbedingung erfüllt ist.Die Übergangsbedingung zum Verfahrensschritt muss nicht in jedem Fall zeitbedingt sein. Sie kann auch von jeder anderen Systemgröße abhängig sein. Ein Graphennetzelement mit einer dann systembedingten Übergangsbedingung enthält Fig. 15b. Es besteht aus dem Vorangehenden Zustand, dem systembedingten Ereignis und dem Nachgeordneten Zustand.
Graphennetz zur bildlichen Beschreibung eines Verfahrens
Graphennetzelemente werden zu einem Graphennetz verknüpft, indem der Ausgangszustand eines Graphennetzelementes gleichermaßen der Eingangszustand des nachfolgenden Graphennetzelementes wird. Das Vorgehen soll an Hand von Fig. 15c erläutert werden. Dort wird das gebräuchliche Abtastverfahren mit zwei Graphennetzelementen beschrieben, die zu einem Ring verbunden sind.
Im ersten Zustand des Verfahrens wird in einer Aktion ein Wert für die Abtastschrittweite zur Steuerung des Verfahrensablaufes von außen übernommen. Das Verfahren wechselt in den zweiten Zustand wenn die Abtastschrittweite verstrichen ist. Um den Wechsel auszuführen, wird im Graphennetz ein erstes Ereignis mit einer zeitbedingten Übergangsbedingung definiert. Im zweiten Zustand des Verfahrens werden dem Speicherplatz für den zeitdiskreten Wert in einer ersten Aktion der momentane Wert des kontinuierlichen Signals und dem Speicherplatz für den Abtastzeitpunkt in einer zweiten Aktion die aktuelle Systemzeit übergeben.
Um die Möglichkeit einzuräumen, die Abtastschrittweite erneut von außerhalb zu übernehmen, wechselt das Verfahren in einem geschlossenen Graphennetz aus dem zweiten zurück in den ersten Zustand. Für diesen Wechsel muss ein zweites Ereignis eingefügt werden. Lt. Definition [L1.02] muss ein geschlossenes Graphennetz zumindest ein Ereignis mit einer nichterfüllten Übergangsbedingung enthalten. D.h. die Übergangsbedingungen eines geschlossenen Graphennetzes dürfen nicht (zeitbedingt) gleichzeitig und (systembedingt) gleichermaßen erfüllt sein. Dies wird hier durch Vorgabe einer Zeitverzögerung im zweiten Zustand in einer dritten Aktion und deren Auswertung im zweiten Ereignis mit einer zeitbedingten Übergangsbedingung erreicht.
Das vorgestellte Beispiel eines bekannten Verfahrens enthält zwei Graphennetzelemente in einer geschlossenen Struktur: Der erste ist Eingangs- und der zweite ist Ausgangszustand des ersten Graphennetzelementes, dass dem ersten Ereignis zugeordnet ist. Dem zweiten Ereignis ist allerdings der zweite als Eingangs- und der erste als Ausgangszustand zugeordnet. So kann ein Verfahren mit nahezu unendlich vielen Abtastereignissen mit nur zwei Graphennetzelemente in einem geschlossenen Graphennetz bildlich dargestellt werden.
In Fig. 15d sind das kontinuierliche Signal und die zugehörigen zeitdiskreten Abtastwerte untereinander dargestellt. Diese und alle anderen im erfindungsgemäßen Verfahren dargestellten Ergebnisse wurden mit einem Graphennetzsimulator ermittelt. Die verwendete Syntax lehnt sich an [L1.03] an. Sie ist mit den in [F1.01] verwendeten Zustandgraphen vergleichbar. In [F1.02] werden Zustandgraphen zum Entwerfen und in [L1.04] zum Verifizieren von technischen Ausführungen verwendet. Sie werden nach [F1.03] insbesondere zum Entwurfes von LSI-Schaltkreisen genutzt.
Dominierende Schwingung als Referenzsignal
Mit dem in Fig. 15c beschriebenen Abtastverfahren können Abtastungen gemäß Abtasttheorem [L1.05] - hier als reguläre Abtastung bezeichnet - aber auch Multiratenverfahren ausgeführt werden. In der regulär abgetasteten Folge der genannten Werte bestimmt die Abtastfrequenz diejenige Oberschwingung mit der maximalen Frequenz. Es gilt nach [L1.05]
fmax = fsample/2 . Gl. 1.01
Zur Charakterisierung technischer Gebilde der Signalübertragung und -verarbeitung wird vorzugsweise deren Bandbreite
Β = { fmin; fmax } , Gl. 1.02
in der etwaige Subharmonische, die Grund- und meist Oberschwingungen des Signals liegen, angeben. Die Grundschwingung ist gewöhnlich die dominierende Schwingung in diesem Schwingungsgemisch. Sie wird direkt von der Signalquelle abgeleitet oder mit Mitteln, die Stand der Technik sind, aus dem zu analysierenden Signal herausgefiltert und als Referenzsignal
c.z = c.y(ny = 1) Gl. 1.03
für das erfindungsgemäße Verfahren bereitgestellt. Auch in den Schriften [F1.04] bis [F1.09] wird ein derartiges Referenzsignal verwendet.
Segmentieren von Signalen
Nutzsignale haben stochastische [L1.06 Abschn. 2.1.3] und deterministische [L1.07] Anteile. Einer dieser Anteile stört gewöhnlich, dessen Wirkung wird unterdrückt. Der andere Anteil ist gewünscht, er wird mit technischen Hilfsmitteln separiert, aufbereitet und ausgewertet. Ein überwiegend stochastisches Nutzsignal, wie z.B. ein Geräusch oder ein Knall, erfordert statistische Auswerteverfahren. In einem derartigen Signal ein Prozessereignis zu erkennen, ist nach [F1.10] bis [F1.12] technisch aufwändig. Nach [L1.08] wird zudem eine Segmentierung des stochastischen Signals vorgeschlagen. In [F1.13] wird das Sprachsignal in Fenster unterteilt und sequentiell abgearbeitet. Unter Segmentierung wird aber auch die Aufteilung des Signals mit Hilfe von Bandpässen in Gruppen und deren kontinuierliche Analyse verstanden [F1.14].
Technisches Gebiet
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden schnell veränderliche Signale analysiert, Kennwerte, Harmonische und Nichtharmonische ermittelt und davon abgeleitete Muster, sowie Steuersignale, Ereignisstempel und eine Gewichtung der Ergebnisse für die Nachverarbeitung ausgegeben.
Im Unterschied zu stochastischen lassen sich deterministische Signale z.B. der Ton, der Klang, die Musik, die Sprache oder andere modulierte Signale vollständig durch ihre Zeit- oder ihre Spektralfunktion beschreiben. Um auch Signale mit keiner strengen Determiniertheit [L1.09], aber mit einer physikalischen Ursache (die Signalquelle ist ein natürliches oder technisches schwingungsfähiges Gebilde), einer Analyse durch das erfindungsgemäße Verfahren zu unterziehen, wird neben der Zeitfunktion des zu analysierenden Signals auch die dominierende Schwingung, die ebenso von der Signalquelle abgeleitet wird, als Referenzsignal zugeführt. Als zeitdiskreter Abstand für die Analyse wird die halbe Periodendauer oder ein Vielfaches der halben Periodendauer des Referenzsignals eingestellt. D.h. dieser zeitdiskrete Abstand wird von einem sich u.U. schnell ändernden Referenzsignal vorgegeben. Dementsprechend oft werden Kennwerte (Gleichanteil, Effektivwert, Grundschwingungseffektivwert u.s.w.) des zu analysierenden Signals ermittelt und in zeitdiskreten Abständen ausgegeben. Die dominierende Schwingung des zu analysierenden Signals wird als Referenzsignal des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet. Neben dem im erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Referenzmode sind noch Synchron-, Tandem- und Y_O_U-Mode definiert. In den letztgenannten Modi wird das zu analysierende Signal selbst als Referenzsignal herangezogen.
(2) Zugrunde liegendes Problem
Ein Teilgebiet der Signalanalyse ist die Auswertung von Simulationsdaten. Sie erfolgt im Postprozess (offline) oder direkt während der Laufzeit der Simulation (online). Der Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ging die Entwicklung einer Vielzahl ereignisorientierter Analyse-, Berechnungs- und Steuerungsmodelle [L2.01] voraus. Fig. 16 enthält ein derartiges Simulationsbeispiel zum Verdeutlichen der Problemstellung. Dort wird die Spannung über einem Kondensator in einem gedämpften Schwingkreis analysiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert in direktem zeitlichem Bezug zum zu analysierenden Signal u.a.
- die obere und untere Hüllkurve, den Abstand der Hüllkurven,
- Kenngrößen z.B. den Effektivwert,
- Real- und Imaginärteil von Oberschwingungen,
- Abtast- und Ereignisstempel,
- weiterverwendbare Synchronisierimpulse,
- das Gewicht der Analyseergebnisse,
- die zeitkontinuierliche Rücktransformierte der Grundschwingung,
- weitere zeitkontinuierliche Rücktransformierte von Oberschwingungen,
- die zeitkontinuierlich dargestellte Summe der Oberschwingungen, die aus dem zu analysierenden Signal abzüglich des Mittelwertes und der Rücktransformierten der Grundschwingung berechnet wurden sowie
- die zeitkontinuierlich dargestellte Summe anteiliger Oberschwingungen, die aus dem zu analysierenden Signal abzüglich des Mittelwertes, der Rücktransformierten der Grundschwingung und abzüglich einer weitern Rücktransformierten berechnet werden.
Um die notwendige Applikationsbreite für einen elektronischen Schaltkreis, in dem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird, zu erreichen, wird für das zu analysierende Signal eine variable Abtastschrittweite zugelassen. Die notwendige Genauigkeit der Signalanalyse wird trotzdem erreicht, indem vom erfindungsgemäßen Verfahren selbst kontrolliert, Teilflächen zwischen zwei Abtastschritten gebildet werden, die entweder der so genannten linken oder aber der so genannten rechten Seite der ersten Verfahrensebene zugeordnet werden.
(3) Beschreibung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise mit Hilfe von sieben Graphennetzen bildlich dargestellt. Um die Patentansprüche formulieren zu können, wird jedem Graphennetz eine Verfahrensebene zugeordnet. Auf jeder der Verfahrensebenen kann das erfindungsgemäße Verfahren einen bestimmten Zustand einnehmen und die den jeweiligen Zustand zugehörigen Aktionen ausführen. Sind einem Zustand mehrere Aktionen zugeordnet, werden diese in der bildlich dargestellten Reihenfolge abgearbeitet. Da diese Reihenfolge nicht als zeitliche Abfolge zu verstehen ist, wird sie hier als „logische Reihenfolge von Aktionen innerhalb eines Verfahrensschrittes“ oder kurz als „logische Reihenfolge“ definiert. Der Fortgang des Verfahrens wird durch den Wechsel der Zustände beschrieben. Der Wechsel des Zustandes auf der jeweiligen Verfahrensebene erfolgt verzögerungsfrei. Die den jeweiligen Zuständen auf den Verfahrensebenen zugeordneten Aktionen werden ebenso in einer logischen Reihenfolge ausgeführt. Die Aktionen
- der dritten Verfahrensebene stehen in dieser Reihenfolge oben,
darunter werden die Aktionen jeweils
- der zweiten,
- der ersten,
- der vierten,
- der fünften,
- der sechsten und
- siebten
Verfahrensebene in einer logischen Reihenfolge abgearbeitet.
Verfahrensschritte
Der Fortgang des Verfahrens wird durch Ereignisse im Graphennetz beschrieben. Entsprechende Ereignisse sind u.a.
- das Auslösen des externen Reset-Signals,
- das Aufheben des externen Reset-Signals und
- das Erreichen eines extern vorgegebenen Abtastschrittes,
- keine Veränderung des Referenzsignals oder aber
eine Veränderung des Referenzsignals nach einer weiteren Abtastung. Weitere Ereignisse treten nach
- der Ausgabe der Analyseergebisse ein, wenn
· keine,
· nur eine kleine Änderung oder
· andererseits eine große Änderung
des Bezuges zum Referenzsignal entstanden ist.
Zudem treten Ereignisse ein,
- wenn der Wert des Verfahrensfortschrittzählers zu klein oder
- wenn dieser Wert
ausreichend ist.
Verfahrensebene 1
Das erfindungsgemäße Verfahren nimmt auf der Verfahrensebene Eins sechzehn verschiedene Zustände ein: In einem ersten Zustand werden die drei auszugebenden Synchronisierimpulse zurückgesetzt. Als erstes Ereignis wird der Wegfall des externen Reset-Signals überwacht. Tritt dieses erste Ereignis ein, wechselt das erfindungsgemäße Verfahren auf der ersten Verfahrensebene in den zweiten Zustand.
Mit Beginn des zweiten Zustandes übernimmt das erfindungsgemäße Verfahren die aktuellen Werte des zu analysierenden Signals, des Referenzsignals und des Bezuges zum Referenzsignal und wechselt exakt nach einem extern vorgegebenen Abtastschritt in den dritten Zustand. Dort werden ebenso mit Beginn dieses Zustandes erneut die aktuellen Werte des zu analysierenden Signals, des Referenzsignals und des Bezuges zum Referenzsignals eingelesen:
Sind Referenzsignal und Bezug zum Referenzsignals identisch, wird im vierten Zustand auf der ersten Verfahrensebene vorerst auf eine Änderung gewartet und dann erneut in den zweiten Zustand gewechselt.
Im dritten Zustand werden in einer logischen Reihenfolge von Aktionen die halbe Abtastschrittweite und verschiedene Flächenelemente unter dem zu analysierenden Signal berechnet.
Ist im dritten Zustand das Referenzsignal größer als der Bezug zum Referenzsignal, wechselt das erfindungsgemäße Verfahren auf die hier so genannte linke Seite der ersten Verfahrensebene in den fünften Zustand, anderenfalls auf die sogenannte rechte Seite der ersten Verfahrensebene in den sechsten Zustand. Die logische Reihenfolge der Aktionen der Zustände beider Seiten ist identisch. Die beiden genannten Seiten sind im Graphennetz symmetrisch dargestellt. Allerdings unterscheiden sie sich durch ihre Ereignisse und die zugeordneten Speicherplätze, die bei den Aktionen verwendet werden:
Im fünften Zustand werden
- der Abszissenwert zur Ermittlung der Periodendauer des Referenzsignals festgehalten,
- im dritten bzw. im sechzehnten Zustand berechneten Flächenelemente zur Initialisierung von Summationsspeichern herangezogen und
- zu jedem extern vorgegebenen Abtastschritt Flächenelemente die auf der zweiten Verfahrensebene berechnet werden aufsummiert.
Im sechsten Zustand werden ebenso
- der Abszissenwert zur Ermittlung der Periodendauer des Referenzsignals festgehalten,
- die im dritten Zustand bzw. im dreizehnten Zustand berechneten Flächenelemente zur Initialisierung weiterer Summationsspeicher verwendet und
- auch zu jedem extern vorgegebenen Abtastschritt wiederum die Flächenelemente die auf der zweiten Verfahrensebene berechnet werden aufsummiert.
Wird im fünften Zustand das Referenzsignal kleiner als der Bezug zum Referenzsignal, wechselt das erfindungsgemäße Verfahren auf der linken Seite der ersten Verfahrensebene in den siebten Zustand.
Auf der rechten Seite der ersten Verfahrensebene wechselt das erfindungsgemäße Verfahren vom sechsten in den achten Zustand wenn das Referenzsignal größer als der Bezug zum Referenzsignal wird.
Im siebten Zustand wird der
- auszugebende Wert des linken Ereigniszählers weitergezählt,
- der relative Abszissenwert des Schnittpunktes zwischen Referenzsignal und dem Bezug zum Referenzsignal ermittelt,
- der absolute Abszissenwert dieses Schnittpunktes berechnet,
- dieser Schnittpunkt auf das zu analysierende Signal projeziert,
- der Abszissenwert zur Ermittlung der Periodendauer des Referenzsignals festgehalten,
- die bereits im dritten Zustand bzw. im sechzehnten Zustand berechneten Flächenelemente erneut berechnet und
- die im fünften Zustand genutzten Summationsspeicher durch die eben genannten Flächenelemente ergänzt.
Im achten Zustand wird der
- auszugebende Wert des rechten Ereigniszählers weitergezählt,
- der relative Abszissenwert des Schnittpunktes zwischen Referenzsignal und dem Bezug zum Referenzsignal ermittelt,
- der absolute Abszissenwert dieses Schnittpunktes berechnet,
- dieser Schnittpunkt auf das zu analysierende Signal projeziert,
- der Abszissenwert zur Ermittlung der Periodendauer des Referenzsignals festgehalten,
- die bereits im dritten Zustand bzw. im dreizehnten Zustand berechneten Flächenelemente erneut berechnet und
- die im sechsten Zustand genutzten Summationsspeicher durch die eben genannten Flächenelemente ergänzt.
Bevor aus den bis dato aufsummierten der linken und rechten Seite zugeordneten Flächenelementen die auszugebenden Kenngrößen berechnet werden, wird der Verfahrensfortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht:
Ist der Verfahrensfortschrittzähler kleiner als „Zwei“ wechselt das erfindungsgemäße Verfahren auf der ersten Verfahrensebene vom siebten über den zehnten zurück in den sechsten Zustand oder vom achten über den zwölften zurück in den fünften Zustand.
Ist dagegen der Verfahrensfortschrittzähler größer gleich „Zwei“ wechselt das erfindungsgemäße Verfahren auf der ersten Verfahrensebene vom siebten in den neunten Zustand oder vom achten in den elften Zustand.
Auf der ersten Verfahrensebene im neunten und im elften Zustand des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
- Synchronisierimpule für die Verfahrensebenen Vier, Fünf, Sechs und Sieben erzeugt und auch zur weiteren Nutzung außerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgegeben,
die zeitdiskrete
- bis dato verwendete Periodendauer des Referenzsignals festgehalten,
- neue Periodendauer des Referenzsignals ermittelt,
der zeitdiskrete
- bis dato verwendete Mittelwert des zu analysierenden Signals festgehalten,
- neue Mittelwert des zu analysierenden Signals ermittelt und als Kenngröße ausgegeben,
der/die zeitdiskrete/n
- Gleichrichtmittelwert,
- Effektivwert,
- Effektivwert des Wechselanteils,
- Crestfaktor bezogen auf den positiven Scheitelwert,
- Crestfaktor bezogen auf den negativen Scheitelwert,
- Formfaktor,
- Schwingungsgehalt,
- Welligkeit,
- Riffelfaktor,
- Realteil der Grundschwingung,
- Muster des Realteils der Grundschwingung,
- Imaginärteil der Grundschwingung,
- Muster des Imaginärteils der Grundschwingung,
- Effektivwert der Grundschwingung,
- Grundschwingungsgehalt,
- Oberschwingungswelligkeit,
- Klirrfaktor,
- Realteil der ny-ten Oberschwingung,
- Muster des Realteils der ny-ten Oberschwingung,
- Imaginärteil der ny-ten Oberschwingung,
- Muster des Imaginärteils der ny-ten Oberschwingung,
- Effektivwert der ny-ten Oberschwingung,
des zu analysierenden Signals zeitnah ermittelt und jeweils als Kenngröße ausgegeben.
Diese Ausgabe erfolgt zeitdiskret je nach Vorgabe von außen mit dem Abstand der halben Periodendauer oder einem Vielfachen der halben Periodendauer des Referenzsignals.
Vom neunten bzw. elften Zustand wechselt das erfindungsgemäße Verfahren in den dreizehnten, vierzehnten, fünfzehnten oder sechzehnten Zustand um
- die Zuordnung von Referenzsignal und Bezug zum Referenzsignal zu überprüfen,
- gegebenenfalls den Verfahrensfortschrittzähler zurückzusetzen,
- den relativen Abszissenwert des Schnittpunktes zwischen Referenzsignal und dem Bezug zum Referenzsignal zu ermitteln,
- den absoluten Abszissenwert dieses Schnittpunktes zu berechnen,
- diesen Schnittpunkt auf das zu analysierende Signal zu projezieren und
- die bereits im dritten Zustand berechneten Flächenelemente erneut zu berechnen.
Die genannte Überprüfung der Zuordnung von Referenzsignal und Bezug zum Referenzsignal ist insbesondere notwenig, um zusätzlich zum Referenzmode den Synchron-, Tandem- und Y_O_U-Mode ohne Änderungen des Ablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens (Struktur des Graphennetzes) zu ermöglichen.
Unverzüglich wechselt das erfindungsgemäße Verfahren von der linken auf die rechte Seite der ersten Verfahrensebene nämlich vom dreizehnten zurück in den sechsten Zustand.
Ebenso unverzüglich wechselt das erfindungsgemäße Verfahren von der rechten auf die linke Seite der ersten Verfahrensebene nämlich vom sechzehnten zurück in den fünften Zustand.
Bis eine weitere Ausgabe der genannten Kennwerte möglich ist, nimmt das erfindungsgemäße Verfahren auf der ersten Verfahrensebene einige der beschrieben Zustände erneut ein:
Unabhängig von der hier beschriebenen Abfolge der Zustände kann das erfindungsgemäße Verfahren bei Wiederkehr des externen Reset-Signals, fünften, sechsten, vierzehnten und fünfzehnten in den Anfangs- bzw. Startzustand zurückkehren.
Verfahrensebene 2
Auf der zweiten Verfahrensebene nimmt das erfindungsgemäße Verfahren nur zwei Zustände, die zur Formulierung der Patentansprüche mit siebzehn und achtzehn nummeriert werden, ein:
Im siebzehnten Zustand werden zur ersten Abtastung
- das Referenzsignal, der Bezug zum Referenzsignal und das zu analysierende Signal mehrfach zwischengespeichert,
- der Zähler der Abtastungen: auf „Null“ gesetzt, sowie
weitere Speicherzellen für die Berechnung
- des Quadrates,
- des cosinus-bewerteten Teils,
- des sinus-bewerteten Teils,
- des mit der Ordnungszahl korrigierten cosinus-bewerteten Teils und
- des mit der Ordnungszahl korrigierten sinus-bewerteten Teils
des zu analysierenden Signals initialisiert.
Im achtzehnten Zustand werden zu allen weiteren Abtastungen
- Abtastwerte noch von der vorhergehenden Abtastung des Referenzsignals, des Bezugs zum Referenzsignal und des zu analysierenden Signals zur Berechnung von Flächenelementen übernommen,
- Werte von der aktuellen Abtastung des Referenzsignals, des Bezugs zum Referenzsignal und des zu analysierenden Signals zwischengespeichert,
- der Zähler der Abtastungen: zu jeder Abtastung inkrementiert, zudem
für die Berechnung von (Trapez-) Flächenelementen
- das Quadrat,
- der cosinus-bewertete Teil,
- der sinus-bewertete Teil,
- der mit der Ordnungszahl korrigierte cosinus-bewertete Teil und
- der mit der Ordnungszahl korrigierte sinus-bewertete Teil
des zu analysierenden Signals, sowie
daraus als (Trapez-) Flächenelemente zwischen vorhergehender und aktueller Abtastung
- die einfache (arithmetische) Fläche,
- die quadratische (geometrische) Fläche,
- die cosinus-bewertete Fläche,
- die sinus-bewertete Fläche,
- die mit der Ordnungszahl korrigierte cosinus-bewertete Fläche und
- die mit der Ordnungszahl korrigierte sinus-bewertete Fläche
als mehrfach genutzte Größen bereitgestellt.
Verfahrensebene 3
Auf der dritten Verfahrensebene nimmt das erfindungsgemäße Verfahren ebenso nur zwei Zustände, die zur Formulierung der Patentansprüche mit neunzehn und zwanzig nummeriert werden, ein:
Das erfindungsgemäße Verfahren nimmt auf der dritten Verfahrensebene den neunzehnten Zustand ein, wenn das externe Reset-Signal vorhanden ist bzw. wiederkehrt. Dann werden
- der Speicher zur Vorgabe des Verfahrensfortschrittes und
- der Zähler des Verfahrensfortschrittes
mit „Eins“ initialisiert, sowie
auf dieser Verfahrensebene die Ereignisstempel zurück auf „Null“ gesetzt, die auf der
- linken,
- rechten Seite der ersten Verfahrensebene und
- der sechsten Verfahrensebene
inkrementiert und ausgeben werden.
Der zwanzigste Zustand des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eingenommen, wenn die Ereignisstempel der linken und der rechten Seite auf der ersten Verfahrensebene jeweils einmal inkrementiert wurden. Dann wird dem Speicher zur Vorgabe des Verfahrensfortschrittes ein extern vorgegebener Wert übergeben und damit der zeitdiskrete Abstand der Ausgabe eingestellt.
Verfahrensebene 4 und 5
Das erfindungsgemäße Verfahren nimmt auf der vierten die Zustände Einundzwanzig, Zweiundzwanzig und Dreiundzwanzig und auf der fünften Verfahrensebene die Zustände Vierundzwanzig, Fünfundzwanzig und Sechsundzwanzig ein.
Auf der vierten Verfahrensebene wird während der positiven Halbschwingung des Referenzsignals der Maximalwert des zu analysierenden Signals ermittelt und als obere Hüllkurve ausgegeben.
Unabhängig davon wird auf der fünften Verfahrensebene während der negativen Halbschwingung des Referenzsignals der Minimalwert des zu analysierenden Signals ermittelt und als untere Hüllkurve ausgegeben.
Auf beiden Verfahrensebenen wird jeweils der Abstand der Hüllkurven ermittelt und ausgegeben.
Verfahrensebene 6
Die sechste Verfahrensebene kann insgesamt fünf Zustände einnehmen. Um die Patentansprüche formulieren zu können, wurden die Zustände von siebenundzwanzig bis einunddreißig nummeriert. Sie sind notwendig, um das Gewicht der Signalanalyse zu ermitteln und auszugeben:
Ändert sich der Gleichanteil im zu analysierenden Signal sehr schnell, wird dadurch die Analyse erschwert. Um dennoch brauchbare Ergebnisse zu erzielen, wird vom erfindungsgemäßen Verfahren ein Vorhersagewert für den Gleichanteil vorgeschlagen. Ob diese Vorhersage zutreffend war, wird vom erfindungsgemäßen Verfahren in zeitdiskreten Abständen überprüft und als Gewicht des Gleichanteils ausgegeben.
Für die integrierte Fourieranalyse wird vom erfindungsgemäßen Verfahren ein Vorhersagewert für die Periodendauer der Grundschwingung vorgeschlagen. Ob diese Vorhersage zutreffend war, wird vom erfindungsgemäßen Verfahren ebenso in zeitdiskreten Abständen überprüft und als Gewicht der Periodendauer ausgegeben.
Aus den Gewichten von Gleichanteil und Periodendauer wird vom erfindungsgemäßen Verfahren in zeitdiskreten intern synchronisierten Abständen das Gesamtgewicht ermittelt und ausgegeben.
Der Vorhersagewert für den Gleichanteil kann von außerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens beeinflusst werden. Ebenso kann der Vorhersagewert für die Periodendauer der Grundschwingung von außerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens korrigiert werden. Die o.g. Gewichte können so über eine Vorhersagematrix [F3.01] von außerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert werden.
Verfahrensebene 7
Die siebente Verfahrensebene kann insgesamt sechs Zustände einnehmen. Um die Patentansprüche formulieren zu können, wurden die Zustände von Zweiunddreißig bis Siebenunddreißig nummeriert. Sie werden benötigt, um nach der Fourieranalyse die Phase der Schwingung mit der ny.h1-ten Ordnungszahl in rad und in deg zu ermitteln und auszugeben.
Weitere Verfahrensebenen
Weitere Verfahrensebenen werden hier nicht beschrieben. Sie sind möglich und ergänzen das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Struktur entsprechend Fig. 13, um die Phasen der Grundschwingung und weiterer Oberschwingungen zu ermitteln.
Berechnung und Ausgabe kontinuierlicher Rücktransformierter
Unabhängig von den Zuständen der Verfahrensebenen werden zu jedem Abtastschritt
- aus dem zeitdiskreten Mittelwert ein kontinuierlicher Mittelwert abgeleitet,
- daraus als kontinuierlicher Wechselanteil die Differenz zwischen dem zu analysierenden Signal und dem kontinuierlichen Mittelwert ermittelt,
- aus Effektivwert und Phase der Grundschwingung die kontinuierliche Rücktransformierte der Grundschwingung unter Berücksichtigung einer zweiten von außerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgebbaren Zeitbasis ermittelt,
- daraus als Oberschwingungsanteil die Differenz zwischen kontinuierlichem Wechselanteil und der kontinuierlichen rücktransformierten Grundschwingung ermittelt,
- aus Effektivwert und Phase der ny-ten Oberschwingung die kontinuierliche Rücktransformierte der ny-ten Oberschwingung unter Berücksichtigung der zweiten von außerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgebbaren Zeitbasis ermittelt,
- daraus als Schwingungsanteil die Differenz zwischen kontinuierlichem Wechselanteil und der kontinuierlichen Rücktransformierten der ny-ten Oberschwingung ermittelt, sowie
- wiederum daraus als Wechselanteil die Differenz zwischen kontinuierlichem Schwingungsanteil und der kontinuierlichen Rücktransformierten der ny-ten Oberschwingung berechnet
und ausgegeben. Die genannten kontinuierlichen Ausgaben werden u.a. zur Segmentierung des zu analysierenden Signals in nachfolgenden Instanzen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet
(4) Gewerbliche Anwendbarkeit
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Off- und Online-Analyse von deterministischen Signalen, die schnellen Intensitäts- und/oder Frequenzänderungen unterworfen sind. Die Verfahrensschritte und die zugeordneten Aktionen werden vorzugsweise in programmierbaren Logikbausteinen (PLM) oder anderen mikroelektronischen Bausteinen als reine Hardware-Lösung ausgeführt. Hardware-Lösungen mit mehreren Instanzen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind insbesondere zum mehrkanaligen Aufbau z.B. für Modal- oder Strukturanalysen geeignet. Ebenso sind Hardware-Lösungen sinnvoll, wenn ein Signal mit hoher Informationsdichte z.B. ein Sprachsignal nacheinander von mehreren Instanzen des erfindungsgemäßen Verfahrens segmentiert wird.
In anderen Fällen kann das erfindungsgemäße Verfahren auch auf einer Hardware mit Digitalem Signalprozessor (DSP), Mikrocontroller (µC), Hybridbaustein (HyperStone) oder Standardprozessor (i386) als reine Software-Lösung (Programm) ausgeführt werden. Software-Lösungen eignen sich vorzugsweise für Ausführungen, die nur in wenigen Stückzahlen existieren oder regelmäßig ein Update erhalten.
Ausgabekanäle für Harmonische und Nichtharmonische Analysen
Das erfindungsgemäße Verfahren unterstützt keine algorithmische Abarbeitung. Aus diesem Grund ist der Algorithmus der Fast-Fourier-Transformation (FFT) nicht implementierbar. Trozdem wird das zu analysierende Signal mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens einer harmonischen oder nichtharmonischen Analyse unterzogen. Für die Harmonischen und/oder Nichtharmonischen sind jeweils Transformationskanäle vorgesehen. Jedem Transformationskanal wird eigens eine Ordnungszahl zugeordnet. Ist die Ordnungszahl ganzzahlig, wird eine harmonische anderenfalls eine nichtharmonische Analyse ausgeführt.
Auswertung von Simulationsdaten
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert auch mit einer variablen Abtastschrittweite des zu analysierenden Signals genaue Analyseergebnisse. Die Abtastschrittweite kann nach jedem Abtastschritt verändert werden. Damit ist es insbesondere möglich, Simulationsdaten (SPICE, Simplorer, MatLab, SABER, ...), die eine variable Rechenschrittweite haben, direkt auszuwerten.
Orientierung im Raum bei der Analyse von Wellen
Zur Analyse von Wellen wird anstelle der Abtastzeit ein Raster des Raumes durch ein Positioniersystem erfasst und daraus der aktuelle Abszissenwert abgeleitet. Auch kann anstelle der Systemzeit ein sich bewegender Punkt im Raum in geeigneten räumlichen Abständen identifiziert werden. Ausgehend von dem genannten Punkt sollte die Abszisse in Ausbreitungsrichtung der Welle liegen.
Verarbeiten biologischer Signale
Wird die Ermittlung der Flächenelemente in biologischen Systemen ausgeführt, entfällt - so wie in der Cochlea - die Abtastung des zu analysierenden Signals. Dieser Weg einer Signalanalyse ist sinnvoll, wenn die Ergebnisse direkt als biologische Signale weiterverwendet werden.
Hilfsmittel für Entwurf und Ausführung
Die verwendete fachsprachliche Darstellung mittels Graphennetzen in Fig. 1 bis 14 war Basis für den technischen Entwurf des erfindungsgemäßen Verfahrens und deren Verifizierung. Sie wird aber auch zur Umsetzung des Entwurfes in eine Hardware-Beschreibungssprache (VHDL, VHDL-AMS, MAST, ...) und/oder Programmiersprache (C, C++, Java, ...) genutzt.
Applikationsbreite für elektronischen Schaltkreis
Die Entwicklung eines elektronischen Schaltkreises ist gerechtfertigt, wenn die notwendige Applikationsbreite vorhanden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum
- qualitativen und/oder quantitativen Charakterisieren, zum
- Ermitteln von Kenngrößen u.a. Amplitude, Frequenz und Phase, zur
- Analyse von Harmonischen und Nichtharmonischen, zum
- Erzeugen von Mustern und deren Klassifizierung, sowie zum
- Filtern, Konditionieren und/oder Verschlüsseln
des zu analysierenden Signals verwendet. Weitere Applikationen
- zum Bewerten und Beeinflusen von elektrischen Größen,
- zum Identifizieren, insbesondere des zeitabhängigen Verhaltens, des Übertragungsweges eines Signals,
- zur Ordnungs- und Signaturanalyse,
- zur Diagnose von Maschinen, Fahrzeugen und Aggregaten sowie
- zur Automatischen Spracherkennung und -übersetzung
sind denkbar.
Programmiersystem an der AD-Schnittstelle
Die Ablaufsteuerung, Verfahrenschritte und ein Teil der zugeordneten Aktionen werden zukünftig in einem speziellen Mikroprozessor ausgeführt. Der andere Teil der Aktionen kann vom Programmierer dieses neuartigen Mikroprozessors an die jeweilige Applikationsaufgabe angepasst werden. So wird eine komfortable Programmierumgebung an der Schnittstelle zwischen den analogen und digitalen Welten entstehen.
(5) Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
In [F5.01] wird die Online-Verarbeitung von Prozessdaten in einem Neuronalen Netz (Predictive Adaptive Resonance Theory - ARTMAP) beschrieben. Die Ermittlung der AR-Parameter [F5.01Seite 13 Zeile 33] erfolgt nach [L5.01]. Die Prozessdaten werden in Muster umgewandelt [F5.01Sheet 3 Fig. 4 und Seite 10 Zeile 39: dam acquisition module 410], die dann von einem Neuronalen Netz weiterverarbeitet werden. Bei einer anderen Vorrichtung und einem entsprechenden Verfahren [F5.02 Seite 2 Zeile 1] wird ein Signal in dort so genannte Grundelemente zerlegt. Die Zerlegung wird von einer Umwandlungseinheit mit Merkmalsextraktionseinrichtung [F5.02 Seite 7 Zeile 22] vorgenommen. In beiden Schriften wird die Datenbasis bestehend aus akquirierten und Normelementen für die Neuronale Weiterverarbeitung aus nahe liegenden Gründen nicht offen gelegt. Die technische Ausführung der Akquisition der genannten Elemente ist nicht beschrieben. Eine Bewertung der Schriften diesbezüglich ist nicht geben.
[F5.03] begründet ein allgemein nutzbares universelles Verfahren [F5.03 Seite 2 Zeile 26] zur Ermittlung der Grundschwingung für schnell veränderliche Signale z.B. Sprachsignale. Der technische Aufwand für die dort notwenigen Filter [F5.03 Seite 13 Fig. 1] ist erheblich. Für das erfindungsgemäße Verfahren müssen Referenzsignal und Bezug zum Referenzsignal bereitgestellt werden. Dafür werden nur zwei Filter benötigt.
Eine variable Abtastschrittweite wird nach [F5.04] erreicht, indem die Abtastereignisse für das zu analysierende Signal direkt von den Impulsen eines Tachometers vorgegeben werden [F5.04 Seite 7 Zeile 10]. Sie ermöglicht eine synchrone Mittelwertbildung [F5.04 Seite 5 Zeile 57], eine Fast Fourier Transformation (FFT) [F5.04 Seite 7 Zeile 18] und die Lokalisierung von Nadeln mit Hilfe eines entsprechenden Detektors im zu analysierenden Signal als Winkel auf drehenden Teilen [F5.04 Seite 6 Zeile 33]. Die Anwendung bleibt auf die Fehlererkennung bei Maschinen begrenzt. Diese Eingrenzung hat des erfindungsgemäße Verfahren nicht. Es ist damit breiter anwendbar.
Nach [F5.05 Seite 3 Zeile 17-25] genügt ein Fensterintervall mit einer Fensterfunktion, um die Periodendauer des zu analysierenden Signals ausreichend genau zu bestimmen. Der gerade beschriebene technische Aufwand, die Abtastschritte auf die Periodendauer zu synchronisieren, ist nicht notwenig. Diese Lösung ist allerdings nur für die Kennwertermittlung von Signalen mit nahezu konstanter Grundfrequenz geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt demgegenüber in vorteilhafter Weise eine große Variationsbreite der Grundfrequenz des zu analysierenden Signals zu.
In [F5.06] werden zeitliche Frequenzverschiebungen der Formanten [F5.06 Seite 01 Zeilen 41-65] eines Sprachsignals , die primär zur Spracherkennung [F5.06 Seite 03 Zeilen 32-35] herangezogen werden, separiert. Um drei bis vier Formanten im Frequenzspektrum zu erkennen wird jeweils über kurze Zeitabschnitte (8 - 10 ms) eine Fast Fourier Transformationen (FFT) ausgeführt [F5.06 Seite 07 Zeilen 33 - Seite 08 Zeilen 12]. Mit dem beschrieben Ausbau der Transformationskanäle im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein vergleichbares Frequenzspektrum erzeugt. Der zeitdiskrete Verlauf der Grundschwingung und der Formanten und der zugehörigen Muster sind in Fig. 17 für Real- und Imaginärteil getrennt dargestellt. Eine Darstellung der Grundschwingung und der Formanten getrennt nach Betrag und Phase ist ebenso möglich. Mit dieser Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Verläufe jeweils nach der halben Periode der dominanten Schwingung aktualisiert. Im Vergleich zur Anwendung in [F5.06] wird dadurch die zeitdiskrete Auflösung der nacheinander angeordneten Frequenzspektren signifikant verbessert.
Im Unterschied zu [F5.06] werden die Formanten in weiteren Instanzen des erfindungsgemäßen Verfahrens segmentiert. Dadurch kann die zeitdiskrete Auflösung der nacheinander angeordneten Frequenzspektren von der Grundsschwingung unabhängig wesentlich verfeinert werden.
Als problematisch wird die Auflösung der Konsonanten im Sprachsignal beschrieben [F5.06 Seite 02 Zeilen 43 - 48]. Das Problem wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst, indem die Muster für die Neuronale Weiterverarbeitung auf den Abstand der Hüllkurven normiert und mit der Ordnungszahl skaliert werden. Die Skalierung mit der Ordnungszahl ist neu. Sie kann nur mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden.
In [F5.07 Seite 2 Zeile 56 bis Seite 3 Zeile 18] wird Hin- und Rücktransformation von harmonischen und nichtharmonischen Anteilen (42 und 83 1/3 Hz in einem 16 2/3 Hz-Netz) eines Netzstromes beschrieben. Mit Hilfe dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung sollen die so ermittelten Anteile des Netzstromes zu Null geregelt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ebenso die Hin- und Rücktransformation von harmonischen und nichtharmonischen Anteilen des zu analysierenden Signals. Der rücktransformierte Anteil wird allerdings nicht (von einem Regler) beeinflusst. Er wird durch das erfindungsgemäße Verfahren direkt ausgegeben oder vom dem zu analysierenden Signal subtrahiert, um den Rest des zu analysierenden Signals in einer weiteren Instanz des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verarbeiten.
Zur Indexierung der ermittelten zeitdiskreten Kennwerte, Harmonischen und Nichtharmonischen für eine etwaige Weiterverarbeitung, Darstellung in Mustern oder einer anderen grafischen Ausgabe werden Ereignisstempel inkrementiert und ausgegeben. Die genannten Zähler unterstützen das Backtrecking aus einer Neuronalen Auswertung zurück bis in die Muster. Die Nummerierung der Ereignisse in den Schriften [F1.10], [F1.11] und [F1.12] dient anderen Zielen. Sie dient dort nicht der Indexierung der ermittelten zeitdiskreten Kennwerte, Harmonischen und Nichtharmonischen.
Die in [F1.04] bis [F1.09] beschriebenen Signalwandler bzw. -analysen benötigen ein Referenzsignal , ebenso das erfindungsgemäße Verfahren. Es wird direkt aus der Signalquelle abgeleitet oder aus dem zu analysierenden Signal mit Mitteln, die Stand der Technik sind, herausgefiltert. Neu ist, dass ein weiteres Eingangssignal des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich der Bezug zum Referenzsignal benötigt wird. Das Referenzsignal und der Bezug zum Referenzsignal werden ausschließlich dazu genutzt, den Verfahrensablauf zu steuern. In der Nutzung des Referenzsignals unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell von den Schriften [F1.04] bis [F1.09].
Neu ist zudem die Ausgabe des Gewichtes der Analyseergebnisse. Das Gewicht dient der Kontrolle der erfolgreichen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in zeitdiskreten Abständen und erspart dem Anwender die für Mess- und Analyseaufgaben übliche Genauigkeitsbetrachtung. Dem Nutzer reichen für die erfolgreiche Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in den unterschiedlichsten Anwendungen Grundkenntnisse der Signalanalyse, wie sie in [L5.02] und [L5.03] konzeptionell aufbereitet wurden.
(6) Ausführungsbeispiel
Gelingt es ein Referenzsignal aus der Signalquelle abzuleiten oder aus dem Signal selbst herauszufiltern, liefert das erfindungsgemäße Verfahren Kennwerte, Harmonische, abgeleitete Muster, Steuerimpulse, Ereignisstempel sowie eine Gewichtung der Ergebnisse, wie in Fig. 17a bis p dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel Fig. 17a oben werden zwei Tiefpassfilter (Tschebischew 3. Ordnung; Grenzfrequenzen = √2* bzw. 1/√2*Frequenz der Basisschwingung) zum Ausfiltern von Referenzsignal Fig. 17a unten und Bezug zum Referenzsignal Fig. 17b oben verwendet.
Als zu analysierendes Signal Fig. 17a mitte wird ein Sprachsignal verwendet. Dort unterscheiden sich Konsonanten (an Anfang und Ende) und Vokale (in der Mitte und im zweiten Drittel) deutlich durch ihre Intensität.
In Fig. 17b mitte ist über der Abszisse der zeitdiskrete Verlauf der Frequenz, die vom erfindungsgemäßen Verfahren aus Referenzsignal Fig. 17a unten und Bezug zum Referenzsignal Fig. 17b oben ermittelt wurde, ausgegeben.
Fig. 17b unten enthält die Synchronisierimpulse, die intern zur Synchronisation der Verfahrensschritte auf unterschiedlichen Verfahrensebenen und zur externen Steuerung der Weiterverarbeitung genutzt werden.
Fig. 17c enthält oben zeitdiskrete Darstellungen von Gleichrichtmittelwert und mitte Mittelwert sowie unten die kontinuierliche Darstellung des Mittelwertes.
Fig. 17d oben enthält die Ereignisstempel, die zur Indizierung aller zeitdiskreten Ausgaben außerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Fig. 17d mitte enthält den zeitdiskret dargestellten Effektivwert und Fig. 17d unten den ebenso zeitdiskret dargestellten Effektivwert des Wechselanteils des zu analysierenden Signals .
Weitere zeitdiskrete Darstellungen enthalten
Fig. 17e oben zum Formfaktor, in der Mitte zum Schwingungsgehalt und unten zur Welligkeit des zu analysierenden Signals ,
Fig. 17f oben zum Realteil, in der Mitte zum Imaginärteil und unten zum Effektivwert der Grundschwingung des zu analysierenden Signals , sowie
Fig. 17g oben die Phase in rad und in der Mitte die Phase in deg der Grundschwingung des zu analysierenden Signals .
Demgegenüber enthält Fig. 17g unten die kontinuierliche Darstellung der rücktransformierten Grundschwingung des zu analysierenden Signals .
Nachfolgend enthalten zeitdiskrete Darstellungen
in Fig. 17h oben den Grundschwingungsgehalt, in der Mitte die Grundschwingungswelligkeit und unten den Klirrfaktor bezogen auf die Grundschwingung des zu analysierenden Signals ,
in Fig. 17i oben das Gewicht der Periodendauer, in der Mitte das Gewicht des Gleichanteils und unten das Gewicht der Analyse des Signals zum jeweiligen Zeitschritt,
in Fig. 17j oben den Realteil der ny.h1-ten Oberschwingung, in der Mitte den Imaginärteil der ny.h1-ten Oberschwingung und unten den Effektivwert der ny.h1-ten Oberschwingung im ersten Transformationskanal, sowie
Fig. 17k oben die Phase der ny.h1-ten Oberschwingung in rad und in der Mitte die Phase der ny.h1-ten Oberschwingung in deg.
Demgegenüber enthält Fig. 17k unten die kontinuierliche Darstellung der Rücktransformierten der ny.h1-ten Oberschwingung aus dem ersten Transformationskanal.
Die nachfolgenden kontinuierlichen Darstellungen werden zu jedem Abtastschritt des zu analysierenden Signals aus den oben aufgeführten kontinuierlichen Darstellungen abgeleitet:
So enthält Fig. 17l oben den Verlauf der Differenz des zu analysierenden Signals abzüglich des Mittelwertes, in der Mitte die Differenz des zu analysierenden Signals abzüglich des Mittelwertes und abzüglich der rücktransformierten Grundschwingung und unten die Differenz des zu analysierenden Signals abzüglich des Mittelwertes und abzüglich der Rücktransformierten der ny.h1-ten Oberschwingung im ersten Transformationskanal. Dazu wurde im Anwendungsbeispiel eine nichtharmonische Ordnungszahl für den ersten Transformationskanal mit ny.h1 = 4,22 (Erster Formant nach der Basisschwingung im Sprachsignal) von außen vorgegeben.
Weitere zeitdiskrete Darstellungen betreffen
in Fig. 17m oben die obere Hüllkurve, in der Mitte die untere Hüllkurve und unten den Abstand der Hüllkurven des zu analysierenden Signals ,
in Fig. 17n oben den Crestfaktor hergeleitet aus der oberen Hüllkurve, in der Mitte der Crestfaktor hergeleitet aus der unteren Hüllkurve und unten den Riffelfaktor hergeleitet vom Abstand der Hüllkurven des zu analysierenden Signals ,
in Fig. 17o oben ein Muster abgeleitet vom Realteil, in der Mitte ein weiteres Muster abgeleitet vom Imaginärteil der Grundschwingung des zu analysierenden Signals,
in Fig. 17p oben ein drittes Muster abgeleitet vom Realteil der ny.h1-ten Oberschwingung, in der Mitte ein letztes Muster abgeleitet vom Imaginärteil der ny.h1-ten Oberschwingung der ny.h1-ten Oberschwingung im ersten Transformationskanal sowie unten die Werte einer zweiten Abszisse, die als eine Eingangsgröße für die selbe und weitere Instanzen des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt wird und die hier über der ersten Abszisse aufgetragen ist.
Abschließend ist in Fig. 17o unten der kontinuierliche Verlauf der Differenz des zu analysierenden Signals abzüglich des kontinuierlichen Mittelwertes, abzüglich der rücktransformierten Grundschwingung und abzüglich der Rücktransformierten ny.h1-ten Oberschwingung im ersten Transformationskanal dargestellt. Diese Ausgangsgröße enthält Segmente des zu analysierenden Signals zur Analyse in nachgeordneten Instanzen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Ausführungsbeispiel entspricht der Ausbaustufe/Version 4.40 des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Anwendung als Simplorer-Modell [L1.03] im Referenzmode. Eine Graphennetzstruktur der Ausbaustufe/Version 2.10 wurde bereits unter [F6.01] angemeldet. Sie wurde seinerzeit zur Entwicklung des sogenannten TANDEM-Verfahrens zur Periodendauer- und Wellenlängenmessung verwendet.
(7) Bezugszeichen
Betriebsmodi - Eingangsgrößen und Rückführung von Ausgangsgrößen
RM Referenzmode --> Eingänge: c.z, c.y und c.z_0 --> keine Rückführung
SM Synchronmode --> Eingänge: c.z = c.y und c.z_0 --> keine Rückführung
TM Tandem-Mode --> Eingang: c.z = c.y --> Rückführung c.z_0 = d.z_0
UM Y_O_U-Mode --> Eingang: c.z = c.y --> Rückführung c.z_0 = c.z_0
Verfahrensebenen und Abarbeitungsreihenfolge der Aktionen
VE1 Verfahrensebene 1 Fig. 2 bis 8 Abarbeitungsreihenfolge 3
VE2 Verfahrensebene 2 Fig. 1 Abarbeitungsreihenfolge 2
VE3 Verfahrensebene 3 Fig. 9 Abarbeitungsreihenfolge 1
VE4 Verfahrensebene 4 Fig. 10 Abarbeitungsreihenfolge 4
VE5 Verfahrensebene 5 Fig. 11 Abarbeitungsreihenfolge 4
VE6 Verfahrensebene 6 Fig. 12 Abarbeitungsreihenfolge 4
VE7 Verfahrensebene 7 Fig. 13 Abarbeitungsreihenfolge 5
Verfahrenszustände
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1 |
. |
Ebene |
|
|
|
1 |
. |
Zustand |
|
Fig. 2: --> Startzustand: s3cRS1 |
|
2 |
. |
Zustand |
|
Fig. 2: --> Erste Abtastung: s3cFS1 |
|
3 |
. |
Zustand |
|
Fig. 2: --> Zweite Abtastung: s3cFS3 |
|
4 |
. |
Zustand |
|
Fig. 2: --> Warten auf verändertes Referenzsignal: s3cNO2 |
|
5 |
. |
Zustand |
|
Fig. 3: --> Aktionen während der linken Halbschwingung des Referenzsignals oberhalb des Bezugssignals: s3cHL2 |
|
6 |
. |
Zustand |
|
Fig. 4: --> Aktionen während der rechten Halbschwingung des Referenzsignals unterhalb des Bezugssignals: s3cHR2 |
|
7 |
. |
Zustand |
|
Fig. 3: --> Ende der linken Halbschwingung des Referenzsignals: s3cEL2 |
|
8 |
. |
Zustand |
|
Fig. 4: --> Ende der rechten Halbschwingung des Referenzsignals: s3cER2 |
|
9 |
. |
Zustand |
|
Fig. 5: --> Ausgabe der Kennwerte nach der linken Halbschwingung des Referenzsignals s3cFL2 |
|
10 |
. |
Zustand |
|
Fig. 4: --> Erhöhung des Verfahrensforschrittzählers auf der linken Seite: s3cPL2 |
|
11 |
. |
Zustand |
|
Fig. 6: --> Ausgabe der Kennwerte nach der rechten Halbschwingung des Referenzsignals s3cFR2 |
|
12 |
. |
Zustand |
|
Fig. 3: --> Erhöhung des Verfahrensforschrittzählers auf der rechten Seite: s3cPR2 |
|
13 |
. |
Zustand |
|
Fig. 7: --> Wechsel auf die rechte Seite: s3cCL2 |
|
14 |
. |
Zustand |
|
Fig. 7: --> Einstellung des Verfahrensfortschrittzählers bei Sprung nach unten: s3cJL3 |
|
15 |
. |
Zustand |
|
Fig. 8: --> Einstellung des Verfahrensfortschrittzählers bei Sprung nach oben: s3cJH3 |
|
16 |
. |
Zustand |
|
Fig. 8: --> Wechsel auf die linke Seite: s3cCR2 |
|
2 |
. |
Ebene |
|
|
|
17 |
. |
Zustand |
|
Fig. 1: --> Bereitstellen der alten Werte im ersten Abtastschritt: s2cCA1 |
|
18 |
. |
Zustand |
|
Fig. 1: --> Bereitstellen der alten Werte: s2cCA3 |
|
3 |
. |
Ebene |
|
|
|
19 |
. |
Zustand |
|
Fig. 9: --> Zurücksetzen des Verfahrensfortschrittzählers: s1cSP1 |
|
20 |
. |
Zustand |
|
Fig. 9: --> Einstellen des Speichers zur Vorgabe des Verfahrensfortschrittes: s1cSP3 |
|
4 |
. |
Ebene |
|
|
|
21 |
. |
Zustand |
|
Fig. 10: --> Maximalwert übernehmen: s4cVL1 |
|
22 |
. |
Zustand |
|
Fig. 10: --> Warten links auf Maximalwert: s4cVL3 |
|
23 |
. |
Zustand |
|
Fig. 10: --> Obere Hüllkurve ausgeben: s4cVL6 |
|
5 |
. |
Ebene |
|
|
|
24 |
. |
Zustand |
|
Fig. 11: --> Minimalwert rechts übernehmen: s4cVR1 |
|
25 |
. |
Zustand |
|
Fig. 11: --> Warten rechts auf Minimalwert: s4cVR3 |
|
26 |
. |
Zustand |
|
Fig. 11: --> Untere Hüllkurve ausgeben: s4cVR6 |
|
6 |
. |
Ebene |
|
|
|
27 |
. |
Zustand |
|
Fig. 12: --> Gewicht ausgeben: s4cWP7 |
|
28 |
. |
Zustand |
|
Fig. 12: --> Randbedingungen zur Ermittlung des Gewichtes: s4cWP0 |
|
29 |
. |
Zustand |
|
Fig. 12: --> Periode über Vorhersage: e4cWP1 |
|
30 |
. |
Zustand |
|
Fig. 12: --> Periode unter Vorhersage: e4cWP2 |
|
31 |
. |
Zustand |
|
Fig. 12: --> Falsche Periode: e4cWP3 |
|
7 |
. |
Ebene |
|
|
|
32 |
. |
Zustand |
|
Fig. 13: --> Phase des Transformationskanals ny.h1 ausgeben: s5cQ19 |
|
33 |
. |
Zustand |
|
Fig. 13: --> Randbedingungen zum Ermitteln der Phase: s5cQ10 |
|
34 |
. |
Zustand |
|
Fig. 13: --> Positiv sinus-bewerteter Anteil der Spektrallinie: s5cQ11 |
|
35 |
. |
Zustand |
|
Fig. 13: --> Positiv cosinus-bewerteter Anteil der Spektrallinie: s5cQ12 |
|
36 |
. |
Zustand |
|
Fig. 13: --> Negativ sinus-bewerteter Anteil der Spektrallinie: s5cQ13 |
|
37 |
. |
Zustand |
|
Fig. 13: --> Negativ cosinus-bewerteter Anteil der Spektrallinie: s5cQ14 |
Verfahrensschritte (-ereignisse)
|
1 |
. |
Ebene |
|
|
|
1 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 2: --> Wegfall Reset-Signal: e3cRS2 |
|
2 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 2: --> Zweite Abtastung: e3cFS2 |
|
3 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 2: --> Unverändertes Referenzsignal: e3cNO1 |
|
4 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 3: --> Abarbeitung der linken Halbschwingung des Referenzsignals oberhalb des Bezugssignals: e3cHL1 |
|
5 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 4: --> Abarbeitung der rechten Halbschwingung des Referenzsignals unterhalb des Bezugssignals: e3cHR1 |
|
6 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 2: --> Verändertes Referenzsignal: e3cNO3 |
|
7 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 2: --> Externes Reset: e3cNO4 |
|
8 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 3: --> Ende der linken Halbschwingung des Referenzsignals: e3cEL1 |
|
9 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 2: --> Externes Reset: e3cHL3 |
|
10 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 4: --> Ende der rechten Halbschwingung des Referenzsignals: e3cER1 |
|
11 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 2: --> Externes Reset: e3cHR3 |
|
12 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 5: --> Ausgabe der Kennwerte nach der linken Halbschwingung des Referenzsignals: e3cFL1 |
|
13 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 4: --> Erhöhung des Verfahrensfortschrittzählers auf der linken Seite: e3cPL1 |
|
14 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 6: --> Ausgabe der Kennwerte nach der rechten Halbschwingung des Referenzsignals: e3cFR1 |
|
15 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 3: --> Erhöhung des Verfahrensfortschrittzählers auf der rechten Seite: e3cPR1 |
|
16 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 7: --> Kleine Änderung am Bezug zum Referenzsignal c.z_0 linksseitig: e3cCL1 |
|
17 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 7: --> Linksseitiger Sprung des Bezugs zum Referenzsignal c.z_0 nach unten: e3cJL1 |
|
18 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 8: --> Linksseitiger Sprung des Bezugs zum Referenzsignal c.z_0 nach oben: e3cJH2 |
|
19 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 8: --> Kleine Änderung am Bezug zum Referenzsignal c.z_0 rechtsseitig: e3cCR1 |
|
20 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 8: --> Rechtsseitiger Sprung des Bezugs zum Referenzsignal c.z_0 nach oben: e3cJH1 |
|
21 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 7: --> Rechtsseitiger Sprung des Bezugs zum Referenzsignal c.z_0 nach unten: e3cJL2 |
|
22 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 7: --> Vorbereitung zum Wechsel auf die rechte Seite: e3cJL5 |
|
23 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 7: --> Externes Reset: e3cJL4 |
|
24 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 7: --> Vorbereitung zum Wechsel auf die linke Seite: e3cJH5 |
|
25 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 8: --> Externes Reset: e3cJH4 |
|
2 |
. |
Ebene |
|
|
|
26 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 1: --> Bereitstellen der alten Werte: e2cCA2 |
|
3 |
. |
Ebene |
|
|
|
27 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 9: --> Einstellen des Speichers zur Vorgabe des Verfahrensfortschrittes: e1cSP2 |
|
28 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 9: --> Zurücksetzen des Verfahrensfortschrittzählers: e1cSP1 |
|
4 |
. |
Ebene |
|
|
|
29 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 10: --> Nächsten Abtastschritt links abwarten: e4cVL2 |
|
30 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 10: --> Maximalwert links übernehmen: e4cVL4 |
|
31 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 10: --> Obere Hüllkurve ausgeben: e4cVL5 |
|
32 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 10: --> Obere Hüllkurve erneut aktualisieren: e4cVL7 |
|
5 |
. |
Ebene |
|
|
|
33 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 11: --> Nächsten Abtastschritt rechts abwarten: e4cVR2 |
|
34 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 11: --> Minimalwert rechts übernehmen: e4cVR4 |
|
35 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 11: --> Untere Hüllkurve ausgeben: e4cVR5 |
|
36 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 11: --> Untere Hüllkurve erneut aktualisieren: e4cVR7 |
|
6 |
. |
Ebene |
|
|
|
37 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 12: --> Synchronisieren: e4cWP7 |
|
38 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 12: --> Periode über Vorhersage: e4cWP1 |
|
39 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 12: --> Periode unter Vorhersage: e4cWP2 |
|
40 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 12: --> Falsche Periode: e4cWP3 |
|
41 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 12: --> Synchronisieren der Ausgabe nach der Übervorhersage: e4cWP4 |
|
42 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 12: --> Synchronisieren der Ausgabe nach der Untervorhersage: e4cWP5 |
|
43 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 12: --> Synchronisieren nach falscher Periode: e4cWP6 |
|
7 |
. |
Ebene |
|
|
|
44 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 13: --> Phasenberechnung Synchronisieren: e5cQ10 |
|
45 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 13: --> Positiv sinus-bewerteter Anteil der Spektrallinie: e5cQ11 |
|
46 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 13: --> Positiv cosinus-bewerteter Anteil der Spektrallinie: e5cQ12 |
|
47 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 13: --> Negativ sinus-bewerteter Anteil der Spektrallinie: e5cQ13 |
|
48 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 13: --> Negativ cosinus-bewerteter Anteil der Spektrallinie: e5cQ14 |
|
49 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 13: --> Synchronisieren der Ausgabe der Phase nach positiv sinus-bewertetem Anteil der Spektrallinie: e5cQ15 |
|
50 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 13: --> Synchronisieren der Ausgabe der Phase nach positiv cosinus-bewertetem Anteil der Spektrallinie: e5cQ16 |
|
51 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 13: --> Synchronisieren der Ausgabe der Phase nach negativ sinus-bewertetem Anteil der Spektrallinie: e5cQ17 |
|
52 |
. |
Ereignis |
|
Fig. 13: --> Synchronisieren der Ausgabe der Phase nach negativ cosinus-bewertetem Anteil der Spektrallinie: e5cQ18 |
Eingangsgrößen des Verfahrens
|
1 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 2: e3cRS2 --> Externes Reset-Signal: b.reset |
|
2 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 2: s3cFS1 --> Zu analysierendes Signal: c.y |
|
3 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Externe Abtastschrittweite: c.Dx |
|
4 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Aktueller Abszissenwert: c.x |
|
5 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Ordnungszahl: ny.h1 |
|
6 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 2: e3cNO1 --> Referenzsignal: c.z |
|
7 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 2: e3cNO1 --> Bezug zum Referenzsignal: c.z_0 |
|
8 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 9: s1cSP3 --> Anzahl der Halbschwingungen: k.character |
|
9 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Korrektur der Vorhersage des arithmetischen Mittelwertes: kPdV.y_0 |
|
10 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Korrektur der Vorhersage der Periodendauer: kPdV.T |
|
11 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 14: ContinuedOutputs --> Sekundäre Abszisse: c.Bx |
|
12 |
. |
Eingangsgröße |
|
Fig. 5: s3cFL2 --> Länge Synchronisierimpuls: k.synch |
Speicherplätze des Verfahrens
|
1 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS1 --> Alter diskreter Mittelwert: od.y_0 |
|
2 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS1 --> Vorhersagewert des diskreten Mittelwertes: pd.y_0 |
|
3 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Alter Wert des zu analysierenden Signals: oc.y |
|
4 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Gesplitteter Abtastschritt: cPoS.Dx |
|
5 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Abszissenwert des gesplitteten Abtastschrittes: c.Cx |
|
6 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Trapezfläche über dem gesplitteten Abtastschritt bis zum zu analysierenden Signal: aPoS.y_0 |
|
7 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Trapezfläche über dem gesplitteten Abtastschritt bis zum Quadrat des zu analysierenden Signals: aPoS.y_r |
|
8 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Trapezfläche über dem gesplitteten Abtastschritt bis zum cosinus-bewerteten Teil des zu analysierenden Signals: aPoS.y_1a |
|
9 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Trapezfläche über dem gesplitteten Abtastschritt bis zum sinus-bewerteten Teil des zu analysierenden Signals: aPoS.y_1b |
|
10 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Trapezfläche über dem gesplitteten Abtastschritt bis zum mit ny.h1 korrigierten cosinus-bewerteten Teil des zu analysierenden Signals: aPoS.y_h1a |
|
11 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Trapezfläche über dem gesplitteten Abtastschritt bis zum mit ny.h1 korrigierten sinus-bewerteten Teil des zu analysierenden Signals: aPoS.y_h1b |
|
12 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cHL2 --> Beginn der linken Zeitnahme: cL.Bx |
|
13 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 4: s3cHR2 --> Beginn der rechten Zeitnahme: cR.Bx |
|
14 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cHL2 --> Summe der linearen Flächenelemente auf der linken Seite: sLa.y_0 |
|
15 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 4: s3cHR2 --> Summe der linearen Flächenelemente auf der rechten Seite: sRa.y_0 |
|
16 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cHL2 --> Summe der Absolutwerte der linearen Flächenelemente auf der linken Seite: sLa.y_0R |
|
17 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 4: s3cHR2 --> Summe der Absolutwerte der linearen Flächenelemente auf der rechten Seite: sRa.y_0R |
|
18 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cHL2 --> Summe der quadratischen Flächenelemente auf der linken Seite: sLa.y_r |
|
19 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 4: s3cHR2 --> Summe der quadratischen Flächenelemente auf der rechten Seite: sRa.y_r |
|
20 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cHL2 --> Summe der cosinus-bewerteten Flächenelemente auf der linken Seite: sLa.y_1a |
|
21 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 4: s3cHR2 --> Summe der cosinus-bewerteten Flächenelemente auf der rechten Seite: sRa.y_1a |
|
22 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cHL2 --> Summe der sinus-bewerteten Flächenelemente auf der linken Seite: sLa.y_1b |
|
23 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 4: s3cHR2 --> Summe der sinus-bewerteten Flächenelemente auf der rechten Seite: sRa.y_1b |
|
24 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cHL2 --> Summe der mit ny.h1 korrigierten cosinus-bewerteten Flächenelemente auf der linken Seite: sLa.y_h1a |
|
25 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 4: s3cHR2 --> Summe der mit ny.h1 korrigierten cosinus-bewerteten Flächenelemente auf der rechten Seite: sRa.y_h1a |
|
26 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cHL2 --> Summe der mit ny.h1 korrigierten sinus-bewerteten Flächenelemente auf der linken Seite: sLa.y_h1b |
|
27 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Trapezfläche über dem gesplitteten Abtastschritt bis zum mit ny.h1 korrigierten sinus-bewerteten Teil des zu analysierenden Signals: aPoS.y_h1b |
|
28 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Trapezfläche unter dem zu analysierenden Signal: a.y_0 |
|
29 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Trapezfläche bis zum Quadrat des zu analysierenden Signals: a.y_r |
|
30 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Trapezfläche bis zum cosinus-bewerteten Teil des zu analysierenden Signals: a.y_1a |
|
31 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Trapezfläche bis zum sinus-bewerteten Teil des zu analysierenden Signals: a.y_1b |
|
32 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Trapezfläche bis zum mit ny.h1 korrigierten cosinus-bewerteten Teil des zu analysierenden Signals: a.y_h1a |
|
33 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Trapezfläche bis zum mit ny.h1 korrigierten sinus-bewerteten Teil des zu analysierenden Signals: a.y_h1b |
|
34 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cEL2 --> Ende der linken Zeitnahme: cL.Ex |
|
35 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cEL2 --> Diskreter linker Zeitabschnitt dL.T |
|
36 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 4: s3cER2 --> Ende der rechten Zeitnahme: cR.Ex |
|
37 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 4: s3cER2 --> Diskreter linker Zeitabschnitt dR.T |
|
38 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 3: s3cEL2 --> Funktionswert des zu analysierenden Signals am Schnittpunkt der Referenzsignale: cPoS.y |
|
39 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 5: e3cFL1 --> Zähler des Verfahrensfortschrittes: i.prog |
|
40 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 5: s3cFL2 --> Alte diskrete Periodendauer: od.T |
|
41 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 5: s3cFL2 --> Diskrete Periodendauer: d.T |
|
42 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Alter Wert des Referenzsignals: oc.z |
|
43 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 9: s1cSP1 --> Speicher zur Vorgabe des Verfahrensfortschrittes: m.prog |
|
44 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Zwischenspeicher des Referenzsignals: ooc.z |
|
45 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Zwischenspeicher des Bezugs zum Referenzsignal: ooc.z_0 |
|
46 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Alter Wert des Bezugs zum Referenzsignal: oc.z_0 |
|
47 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Zweiter Zwischenspeicher des zu analysierenden Signals: oooc.y |
|
48 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Erster Zwischenspeicher des zu analysierenden Signals: ooc.y |
|
49 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Zähler der Abtastungen: i.CA |
|
50 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Altes Quadrat des zu analysierenden Signals: oc.y_r |
|
51 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Alter cosinus-bewerteter Teil des zu analysierenden Signals: oc.y_1a |
|
52 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Alter sinus-bewerteter Teil des zu analysierenden Signals: oc.y_1b |
|
53 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Alter mit ny.h1 korrigierter cosinus-bewerteter Teil des zu analysierenden Signals: oc.y_h1a |
|
54 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA1 --> Alter mit ny.h1 korrigierter sinus-bewerteter Teil des zu analysierenden Signals: oc.y_h1b |
|
55 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Quadrat des zu analysierenden Signals: c.y_r |
|
56 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Cosinus-bewerteter Teil des zu analysierenden Signals: c.y_1a |
|
57 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Sinus-bewerteter Teil des zu analysierenden Signals: c.y_1b |
|
58 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Mit ny.h1 korrigierter cosinus-bewerteter Teil des zu analysierenden Signals: c.y_h1a |
|
59 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 1: s2cCA3 --> Mit ny.h1 korrigierter sinus-bewerteter Teil des zu analysierenden Signals: c.y_h1b |
|
60 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 10: s4cVL1 --> Maximalwert: c.y_h |
|
61 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 11: s4cVR1 --> Minimalwert: c.y_l |
|
62 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Anstieg des arithmetischen Mittelwertes: gd.y_0 |
|
63 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Vorhersagewert des arithmetischen Mittelwertes: pd.T |
|
64 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Vorhersagewert der Frequenz: pd.f |
|
65 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Vorhersagewert der Kreisfrequenz: pd.O |
|
66 |
. |
Speicherzelle |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Vorhersagewert der Kreisfrequenz für den Transformationskanal ny.h1: pd.O_h1 |
Ausgangsgrößen des Verfahrens
|
1 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 2: s3cRS1 --> Inverser Synchronisierimpuls: bj.synch |
|
2 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 2: s3cRS1 --> Linker inverser Synchronisierimpuls: bLj.synch |
|
3 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 2: s3cRS1 --> Rechter inverser Synchronisierimpuls: bRj.synch |
|
4 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 2: s3cFS3 --> Diskreter Mittelwert: d.y_0 |
|
5 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 3: s3cEL2 --> Ereignisstempel der linken Seite: eL.stamp |
|
6 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 4: s3cER2 --> Ereignisstempel der rechten Seite: eR.stamp |
|
7 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 5: s3cFL2 --> Cosinus-bewerteter Teil der in ny.h1 vorgegebenen Spektrallinie: d.y_h1a |
|
8 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 5: s3cFL2 --> Sinus-bewerteter Teil der in ny.h1 vorgegebenen Spektrallinie: d.y_h1b |
|
9 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 5: s3cFL2 --> Muster des cosinus-bewerteten Teils der in ny.h1 vorgegebenen Spektrallinie: d.y_h1ap |
|
10 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 10: s4cVL6 --> Abstand der Hüllkurven: m.y_nm |
|
11 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 5: s3cFL2 --> Muster des Sinus-bewerteten Teils der in ny.h1 vorgegebenen Spektrallinie: d.y_h1bp |
|
12 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 3: s1cSP1 --> Ereignisstempel: e.stamp |
|
13 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 10: s4cVL6 --> Obere Hüllkurve: m.y_m |
|
14 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 11: s4cVR6 --> Untere Hüllkurve: m.y_n |
|
15 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Gesamtgewicht der ermittelten Kennwerte: w.y |
|
16 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Teilgewicht der ermittelten Kennwerte bezogen auf die Periodendauer: w.T |
|
17 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 12: s4cWP7 --> Teilgewicht der ermittelten Kennwerte bezogen auf den arithmetischen Mittelwert: w.y_0 |
|
18 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 12: s4cWP1 --> Diskrete Frequenz: d.f |
|
19 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 13: s5cQ19 --> Gradzahl der Phase des Transformationskanals ny.h1: d.y_h1d |
|
20 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 13: s5cQ11 --> Phase des Transformationskanals ny.h1: d.y_h1p |
|
21 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 14: ContinuedOutputs --> Kontinuierlicher Mittelwert: c.y_0 |
|
22 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 14: ContinuedOutputs --> Kontinuierlicher Wechselanteil: c.y_y0 |
|
23 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 14: ContinuedOutputs --> Kontinuierliche Rücktransformierte der Grundschwingung: c.y_1 |
|
24 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 5: s3cFL2 --> Effektivwert der Grundschwingung: d.y_1c |
|
25 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 14: ContinuedOutputs --> Kontinuierlicher Oberschwingungsanteil: c.y_y01 |
|
26 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 14: ContinuedOutputs --> Kontinuierliche Rücktransformierte der Oberschwingung aus dem Transformationskanal ny.h1: c.y_h1 |
|
27 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 5: s3cFL2 --> Effektivwert der Oberschwingung aus dem Transformationskanal ny.h1: d.y_h1c |
|
28 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 14: ContinuedOutputs --> Kontinuierlicher Schwingungsanteil: c.y_y0h1 |
|
29 |
. |
Ausgangsgröße |
|
Fig. 14: ContinuedOutputs --> Kontinuierliches Teilsignal: c.y_y01h1 |
(8) Fundstellen
Graphennetze nutzen
[F1.01] Hiroaki SAKOE: System for recognizing a word sequence by dynamic programming and by the use of a state transition diagram; US 4 326 101 vom 06.08.1980[F1.02] TAKAI et al.: Apparatus and method of supporting functional design of logic circuit and apparatus and method of verifying functional design of logic circuit; US 5 751 592 vom 27.12.1995
[F1.03] FUKAZAWA et al.: LSI design support system; US 5 371 683 vom 03.10.1991
Referenzsignal benutzen
[F1.04] Hans WERBA: Analog/Digital Converter; US 4 584 565 vom 21.03.1985
[F1.05] Avery WANG: Formant- und frequenzverriegelte Grundfrequenzfolgeschaltung sowie System zur Trennung von Geräuschen; EP 0 803 116 vom 11.01.1996
[F1.06] Walter David FLYNN: Digital to analogue converter with reference signal; EP 0 897 617 vom 07.05.1996
[F1.07] Reimund REBEL: Verfahren zum Abgleichen eines Bandpasses und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens; DE 199 04 604 vom 05.02.1999
[F1.08] KAWAHARA et al.: Method and Apparatus for fundamental frequency extraction or detection in speech; US 7 085 721 vom 05.07.2000
[F1.09] Wolfgang KERNCHEN: Meßsystem mit einem Referenzsignal zwischen einem Signalgenerator und einem Signalanalysator; EP 1 608 089 vom 26.06.2001
Prozessereignisse erkennen
[F1.10] ERYUREK et al.: Device in a progress system for detecting events; US 6 017 143 vom 28.03.1996
[F1.11] Tommaso MAJO: Event Counter; EP 0 990 993 vom 28.07.1998
[F1.12] Limin SONG: System and methodology for vibration analysis and condition monitoring; US 7 133 801 vom 12.01.2005
Signal segmentieren
[F1.13] RAJASEKARAN et al.: Method of encoding speech signals involving the extraction of speech formant candidates in real time; US 4 922 539 vom 26.01.1989
[F1.14] JIN et al.: Interactive adaptive filter and interactive adaptive filtering method thereof; US 7 133 886 vom 06.06.2003
Vorhersagematrix zur Sprachkodierung
[F3.01] LAFLAMME, Claude et al.: Quantisierung einer aufgeteilten Vorhersagematrix mit Spektralparametern zur wirksamen Sprachkodierung; EP 819 303 vom 02.04.1996
Signalanalysen
[F5.01] WANG et al.: Machine fault diagnostic system an method; US 5 566 092 vom 30.12.1993
[F5.02] J. E. VLIEMBERGEN: Vorrichtung und Verfahren zur syntaktische Signalanalyse; DE 693 31 044 vom 19.02.1993
[F5.03] Hldeki KAWAHARA: Method and apparatus for signal analysis; EP 0 853 309 vom 14.01.1997
[F5.04] ROBINSON et al.: Machine fault detection using vibration signal peak detector; US 5 895 857 vom 17.04.1997
[F5.05] F. MARKS: Digitales Signalverarbeitungsverfahren zur Bestimmung von elektrischen Kenngrößen in Wechselstromnetzen; DE 197 26 988 vom 25.06.1997
[F5.06] John N HOLMES: Speech processing system using formant analysis; US 6 292 775 vom 13.10.1997
[F5.07] Andreas EISELE: Method for the control of a non-harmonic network current portion of a converter, and device for carrying out the method; EP 1 017 157 vom 13.12.1999
Periodendauermessung
[F6.01] JACOB, Christian: Verfahren zur Periodendauer- und Wellenlängenmessung dominanter Schwingungen und Wellen sowie zur Spektralanalyse von Schwingungen und Wellen; OS 195 20 836 vom 31.05.1995
(8) Literaturverzeichnis
[L1.01] Christian E. JACOB: The Interdisciplinary Simulation of Continuous and Discontinuous Technical Systems; Sonderausgabe SAMS; Sep. 1994
[L1.02] Wolfgang REISIG: Petrinetze - Eine Einführung (Taschenbuch), Springer-Verlag Berlin, 1986
[L1.03] anonym: Simulationssystem SIMPLORER - Benutzerhandbuch; Fa. SIMEC GmbH & CoKG, Ausgabe 01.12.1999
[L1.04] Hans EVEKING: Verifikation digitaler Systeme – Eine Einführung in den Entwurf korrekter digitaler Systeme; in Leitfäden und Monographien der Informatik; B.G.Teubner Stuttgart 1991
[L1.05] Claude Elwood SHANNON: Communication in the Presence of Noise; Proc. IRE, Vol. 37, No. 1 (Jan.) 1949; Nachdruck in Proc. IEEE, Vol. 86, No. 2 (Feb.) 1998 S. 447 - 457
[L1.06] Daniel Ch. von GRÜNIGEN: Digitale Signalverarbeitung; Carl Hanser 2001
[L1.07] Bernard PICINBONO: Principles of Signals and Systems: Deterministic Signals; Artech House 1988
[L1.08] Bui Kim DUNG: Segmentierverfahren zur Analyse stochastischer Signale mit Mitteln der mathematischen Statistik, Dissertation TU Chemnitz-Zwickau 1994
[L1.09] Mike RETERS: Psychoakustische Signalverbesserung und Geräuschreduktion in Kraftfahrzeugen; Dissertation Universität Kaiserslautern 2002
[L2.01] Christian E. JACOB: Verhaltssimulation mit ereignisorientierten Analyse-, Berechnungs- und Steuerungsmodellen; Fortschritte in der Simulationstechnik Band 6; 8. Symposium der ASIM in Berlin 1993
[L5.01] Lawrence S. MARPLE jr: Digital Spectral Analysis with Applications; Prentice-Hall Inc. 1987
[L5.02] Manfred HOFFMANN, Eckhard HUBER: Telekolleg II Physik – Schwingung und Welle; TR-Verlagsunion München 1987
[L5.03] Christian BIENMÜLLER: Computergestützt Fourieranalyse und Synthese im Physikpraktikum; Hausarbeit zum Staatsexamen 1993
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