Instrumente und Instrumenteigenschaften¶

Hinzufügen eines Instruments zum Messbildschirm und Kanalzuweisung¶

Abb. 366 Hinzufügen von Instrumenten zum Messbildschirm¶

Um ein Instrument zum Messbildschirm hinzuzufügen, Klicken Sie auf das Instrumenten-Menü und öffnen Sie es in der Überblicksansicht während ein Messbildschirm sichtbar ist. Klicken Sie auf das gewünschte Instrument (①) und ziehen Sie es auf den Messbildschirm (②) an die gewünschte Position (③). In Abb. 366 wird eine Analoganzeige auf den Messbildschirm gezogen. Der Design Modus wird automatisch aktiviert, wenn ein Instrument hinzugefügt wird. Dies kann auch am grauen Raster und am blau markierten Design Modus Button (④) erkannt werden, womit der Design Modus auch aktiviert und deaktiviert werden kann. Im Design Modus kann die Position und die Größe der Instrumente verändert werden durch Ziehen an den kleinen grauen Ecken. Wenn der Design Modus deaktiviert ist, verschwindet das graue Raster im Hintergrund.

Um ein Instrument zu löschen, markieren Sie das entsprechende Instrument und klicken Sie auf die Löschen Taste auf der Tastatur, auf den Mülleimer (⑥) am Messbildschirm neben dem Instrumenten-Menü oder ziehen Sie das Instrument in diesen Mülleimer. Der Löschen Button (⑦) löscht alle Instrumente des aktuellen Messbildschirms. Der Alle löschen Button (⑧) löschte alle Instrumente aller Messbildschirme.

Registerkarte „Kanal“

Auf der Registerkarte „Kanal“ können die ausgewählten Datenkanäle durch Ziehen und Ablegen neu angeordnet werden. Dadurch ändert sich die Reihenfolge in der Beschriftung.

Abb. 367 Instrumenteigenschaften - Kanal Registerkarte¶

Deaktivierte Kanäle werden in {} Klammern angezeigt und bleiben dem Instrument zugewiesen.

Abb. 368 Instrument Eigenschaften - Kanal Registerkarte, deaktivierte Kanäle¶

Bemerkung

Mehrere Instrumente können ausgewählt werden durch Ziehen eines Rechtecks über die gewünschten Instrumente, wie es vom Windows Explorer oder ähnlichem bereits bekannt ist (siehe Abb. 369),oder durch Drücken von Strg+SHIFT und Auswählen der Instrumente. Alle Instrumente können durch Drücken von Strg+A ausgewählt werden.

Abb. 369 Auswahl mehrerer Instrumente im Design Modus¶

Es ist möglich den Design Modus im LIVE, REC und PLAY Modus zu aktivieren.

Um einem Instrument einen Kanal zuzuweisen, kann dieser in der Kanalliste (⑤) ausgewählt werden, während das entsprechende Instrument markiert ist oder per Drag-and-Drop in das Instrument gezogen werden. Die Funktionalität und Eigenschaften der Instrumente werden in den folgenden Kapiteln genauer erklärt. Die Eigenschaften der jeweiligen Instrumente können durch Doppelklick auf das Instrument oder durch Auswählen des Instruments und klicken auf das Instrumenten-Menü erreicht werden.

Bemerkung

Das Drücken des Löschen und alle Löschen Buttons kann NICHT rückgängig gemacht werden.

Analoganzeige¶

Abb. 370 Analoganzeige – Übersicht¶

Die Analoganzeige kann auf verschiedene Weise angezeigt werden. Das Instrumenteneigenschaften-Menü auf der rechten Seite zeigt alle verfügbaren Optionen.

Vier verschiedene Visualisierungen sind möglich:

Abb. 371 Analoganzeige – Visualisierungsoptionen¶

Bereich: es kann Auto-Bereich oder ein individueller Bereich gewählt werden.
Grenzen: die Skala und die Anzeigenadel können nach definierten Grenzen eingefärbt werden.
Anzeigewert: das Instrument zeigt entweder den aktuellen Kanalwert, Mittelwert, RMC, ACRMS, Min, Max oder Spitze-Spitze Wert an in benutzerdefinierten Intervallen von 0.1s, 0.25s, 0.5s, 1.0s, Verzögerung, Sat (Sättigung).
Wert anzeigen: Wenn die Checkbox für „Wert anzeigen“ aktiviert wird (siehe ① in Abb. 370), wird in der Analoganzeige zusätzlich der Wert in digitaler Form dargestellt.
Stil: die Anzahl an Spalten kann hier definiert werden, wenn mehrere Kanäle ausgewählt wurden. Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).

Bemerkung

Bis zu 96 Kanäle können in einer Analoganzeigem dargestellt werden.

Digitalanzeige¶

Abb. 372 Digitalanzeige – Übersicht¶

Mit dem Digitalmeter kann auf schnelle Weise der Wert eines oder mehreren Kanälen beobachtet werden. Folgende Optionen sind weiters verfügbar:

Grenzen: der Text der Anzeige kann nach definierten Grenzen eingefärbt werden.
Nummernformat: die angezeigten Werte können im wissenschaftlichen oder dezimalen Format angezeigt werden.
Genauigkeit: Anzahl der angezeigten Nullstellen kann hier definiert werden
Minimum digits: Anzahl der angezeigten Stellen kann hier definiert werden. Falls der Messwert die Anzahl der Stellen überschreitet wird der Wert dennoch korrekt angezeigt. Lediglich die Schriftgröße verkleinert sich.
Select suitable unit: Wenn diese Option aktiviert ist wird automatisch ein passendes Einheitspräfix (z.B. kilo oder milli) ausgewählt.
Anzeigewert: das Instrument zeigt entweder den aktuellen Kanalwert, Mittelwert, RMC, ACRMS, Min, Max oder Spitze-Spitze Wert an in benutzerdefinierten Intervallen von 0.1s, 0.25s, 0.5s, 1.0s.
Stil: die Anzahl an Spalten kann hier definiert werden, wenn mehrere Kanäle ausgewählt wurden. Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).
Rahmen anzeigen: Zur besseren Übersichtlichkeit wird eine graue Linie zwischen den einzelnen Messwerten gezeichnet, wenn diese Option aktiviert ist.

Bemerkung

Bis zu 96 Kanäle können in einer Digitalanzeige dargestellt werden.

Rekorder¶

Abb. 373 Rekorder - Übersicht¶

Dieses Instrument stellt einen Messschreiber mit vielen weiteren Funktionen dar.

Bemerkung

Bis zu 40 Kanäle können für einen Rekorder ausgewählt werden.

Instrumenteneigenschaften¶

Die folgenden Eigenschaften können geändert werden:

Zeitachse: die X-Achse kann hier geändert werden. Es kann zwischen Auto, Absolutzeit und Relativzeit gewählt werden.
- Auto: im Sync Modus ist die Auto-Zeit die Absolutzeit, sonst ist das Zeitformat die Relativzeit.
- Absolutzeit: die Einheit der X-Achse ist die aktuelle Tageszeit eingestellt durch das Betriebssystem.
- Relativzeit: die Einheit der X-Achse ist die relative Zeit beginnend mit 0:00 für jede neue Messung.
Cursors: Wählen Sie die einzelnen Parameter, welche berechnet werden sollen, wenn die Cursors benutzt werden. Für eine detaillierte Beschreibung siehe Cursors aktivieren.
Werteachse: der Bereich der Y-Achse kann hier eingestellt werden.
- Wenn Individuelle Skalierung ausgewählt ist, kann diese individuell für jeden Kanal eingestellt werden, somit hat jeder Kanal seine eigene Y-Achse. Für weitere Details über die Skalierung siehe Kapitel Schnellauswahl der Y-Achsenskalierung.
- Wenn Automatische Skalierung ausgewählt ist, wird die Y-Achse immer auf den aktuellen minimalen und maximalen Wert angepasst
Die Anzeige der Event-Marker (siehe Markers) im Recorder kann durch Show event markers deaktiviert werden.
- Im Recorder können lediglich statistische Daten angezeigt werden, wenn Show only statistics data angehakt wird. Der statistische Wert kann vom Dropdown oberhalb ausgewählt werden.
- Statistics Recording (siehe Triggerereignisse) muss hierfür bei der Datenaufzeichnung aktiviert gewesen sein.
Stil:
- Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
- Die Event Marker könne optional ausgeblendet werden
- Die Linienstärke kann von 1 … 10 gewählt werden
- Die Granularität der Zeitachsenbeschriftung kann geändert werden
- Für den Fall einer getriggerten Aufzeichnung kann die Darstellung der statistischen Daten gewählt werden, wenn keine „Waveform“ Daten verfügbar sind
- Optional kann gewählt werden ob nur statistische Daten angezeigt werden sollen. Wenn Show data labels aktiviert ist, öffnet sich ein Fenster und zeigt den Messwert und die Zeit der nächsten Kurve an, wenn sich die Maus im Recorder befindet (siehe Abb. 374).

Labels¶

Abb. 374 Mouse-over Information¶

Ebene: Bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).
Wenn die Show data labels-Option in den Instrumenteneingenschaften deaktiviert ist, werden die Labels im Rekorder nicht angezeigt, aber nicht gelöscht.

Abb. 375 Labels¶

Sind die Labels aktiviert (siehe Messbildschirm) können durch Klicken auf ein Signal im Rekorder Labels an dieser Stelle eingefügt werden. Dies ist für alle Rekorder im Messbildschirm möglich. Einzelne Labels können durch ein Klicken auf das X rechts oben im Label entfernt werden.

Sollen alle Labels eines Rekorders nicht angezeigt werden, deaktiviert man die Option Show data labels in den Instrumenteneigenschaft des Recorders

Zeitachse mehrerer Rekorder linken¶

Es ist möglich, die Zeitachsen mehrere beieinander angeordneter Recorder oder die Zeitachse aller Recorder auf derselben Seite untereinander zu linken. Das vereinfacht Zoom-Operationen mit der Zeitachse mit mehreren Recordern enorm.

Der Link mode kann in den Instrument Properties des Recorders ausgewählt werden und muss für jeden Recorder separat eingestellt werden (siehe Abb. 376).

Abb. 376 Rekorder Link-Mode¶

Der gewählte Link mode ist in der linken unteren Ecke eines Recorders zu sehen: “Pag” für Instruments on Page und “Lnk” für Adjacent Recorders. Wenn der Verknüpfungsmodus auf Instrumente auf der Seite, gekennzeichnet im Recorder mit „Pag“, eingestellt ist, sind die AB-Cursors auch für alle Instrumente auf der Seite verknüpft.

Zusätzliche Eigenschaften¶

Um weitere Funktionen dieses Instruments nutzen zu können muss der Design Modus verlassen werden. Folgende Optionen sind verfügbar:

Abb. 377 Zusätzliche Eigenschaften des Rekorders¶

Schnellauswahl der X-Achsenskalierung
Schnellauswahl der Y-Achsenskalierung
Cursors aktivieren
Schnellerweiterungs-Button
Zoom-Feature

Schnellauswahl der X-Achsenskalierung¶

Diese Eigenschaften erscheinen durch Linksklicken und geklickt halten der X-Achse des Rekorders. Durch Bewegen der Maus oder des Fingers über diese Menüfelder wird beim Loslassen ein neuer Bereich eingestellt. Folgende Optionen stehen zur Auswahl:

Ganzer Bereich: stellt die Zeitachse des Rekorders auf die volle vergangene Aufzeichnungszeit.

Bemerkung

Mit einem Rechtsklick auf die X-Achse wird auch die volle Aufzeichnungszeit angezeigt:

Abb. 378 Ändern der X-Achsenskalierung mit einem Rechtsklick¶
1 min: stellt die Zeitachse des Rekorders auf ein 1-Minuten-Fenster der aktuellen Aufzeichnungszeit.
1 h: stellt die Zeitachse des Rekorders auf ein 1-Stunden-Fenster der aktuellen Aufzeichnungszeit.
12 h: stellt die Zeitachse des Rekorders auf ein 12-Stunden-Fenster der aktuellen Aufzeichnungszeit. Wenn die Aufzeichnungszeit kürzer als 12 Stunden ist, wird eine negative Zeit angezeigt, wenn Relativzeit ausgewählt wurde.
Benutzerdefiniert…: ein individuelles Zeitfenster kann ausgewählt werden:

Abb. 379 Fenster zur benutzerdefinierten X-Achsenskalierung¶

Hilfreiche Shortcuts:

Scrollen des Mausrades zoomt die X-Achse.
Drücken der Shift Taste beschleunigt das Zoomen.
Rechtsklicken und Bewegen der Maus über den Rekorder zoomt in eine bestimmte Region (nur verfügbar während einer Aufzeichnung oder im Freeze Modus).
Ein Rechtsklick zoomt schrittweise wieder raus.

Schnellauswahl der Y-Achsenskalierung¶

Diese Eigenschaften erscheinen durch Linksklicken und geklickt halten der Y-Achse des Rekorders. Durch Bewegen der Maus oder des Fingers über diese Menüfelder wird beim Loslassen ein neuer Bereich eingestellt. Folgende Optionen stehen zur Auswahl:

Gemeinsames min/max: stellt den Bereich aller Kanäle im Rekorder auf den min/max-Wert der höchsten angezeigten Signalamplitude im Rekorder.
Gemeinsamer Bereich: stellt den Bereich aller Kanäle im Rekorder auf den Bereich des Kanals mit dem höchsten Bereich.

Bemerkung

Diese Skalierungsoption ist auch durch Drücken der STRG Taste und Klicken auf den Kanalnamen verfügbar.
Individueller Bereich (nur verfügbar, wenn Individuelle Skalierung in den Instrumenten-eigenschaften ausgewählt ist): stellt den Bereich aller Kanäle des Rekorders auf ihren individuellen Bereich.
Individuelle min/max (nur verfügbar, wenn Individuelle Skalierung in den Instrumenteneigenschaften ausgewählt ist): stellt den Bereich aller Kanäle des Rekorders auf ihren individuellen min/max-Bereich
Ein Klick auf den Kanalnamen, setzt nur diesen Kanal auf seinen individuellen min/max-Bereich. Diese Skalierungsoption ist auch verfügbar, indem auf den Kanalnamen auf der Y-Achse geklickt wird.
Benutzerdefiniert… (nur verfügbar, wenn Individuelle Skalierung in den Instrumenteneigenschaften nicht ausgewählt ist): ein individuelles Zeitfenster für alle dargestellten Signale kann ausgewählt werden:

Abb. 380 Fenster zur benutzerdefinierten X-Achsenskalierung (Individuelle Skalierung ausgewählt)¶

Beispiel: Zwei Kanäle werden in einem Rekorder dargestellt. Kanal 1 hat einen Signalbereich von ±10 V und der Bereich der gerade dargestellten Daten ist ±8 V. Kanal 2 hat einen Signalbereich von ±3 V und der Bereich der gerade dargestellten Daten ist ±2 V.

Klick auf Gemeinsames min/max: die Skalierung beider Kanäle stellt sich auf ±8V ein.
Klick auf Gemeinsamer Bereich: die Skalierung beider Kanäle stellt sich auf ±10V ein.
Klick auf Individueller Bereich: die Skalierung des Kanals 1 stellt sich auf ±10V und des Kanals 2 auf ±3V ein.
Klick auf Individuelle min/max: die Skalierung des Kanals 1 stellt sich auf ±8V und des Kanals 2 auf ±2V ein.
Klick auf Namen des Kanals 1
- Stellt die Skalierung des Kanals 1 auf ±8V und hat keinen Einfluss auf die Skalierung des Kanals 2, wenn Individuelle Skalierung ausgewählt ist
- Stellt die Skalierung der Y-Achse auf ±8V, wenn Individuelle Skalierung nicht ausgewählt ist
Klick auf Namen des Kanals 2
- Stellt die Skalierung des Kanals 2 auf ±2V und hat keinen Einfluss auf die Skalierung des Kanals 1, wenn Individuelle Skalierung ausgewählt ist
- Stellt die Skalierung der Y-Achse auf ±2V, wenn Individuelle Skalierung nicht ausgewählt ist

Bemerkung: Wenn Individuelle Skalierung ausgewählt ist, ist die benutzerdefinierte Option nicht verfügbar. Um dieses Fenster zu öffnen, klicken Sie direkt auf den min/max-Wert der Y-Achse:

Abb. 381 Benutzerdefinierte Y-Achsenskalierung für einen Kanal (Individuelle Skalierung nicht ausgewählt)¶

Wenn mehrere Kanäle dargestellt werden und die Skalierung aller Kanäle soll auf denselben Bereich gesetzt werden, klicken Sie auf die min/max-Skalierung eines Kanals während Sie die Strg Taste gedrückt halten.

Abb. 382 Benutzerdefinierte Y-Achsenskalierung für alle Kanäle (Individuelle Skalierung nicht ausgewählt)¶

Hilfreiche Shortcuts:

Drücken der Strg Taste und Scrollen des Mausrades zoomt die Y-Achse
Drücken der Shift Taste Scrollen des Mausrades beschleunigt das Zoomen
Rechtsklicken und Bewegen der Maus über den Rekorder zoomt in eine bestimmte Region (nur verfügbar während einer Aufzeichnung oder im Freeze Modus und wenn Automatische Skalierung nicht ausgewählt ist)
Ein Rechtsklick zoomt schrittweise wieder raus
Ein Rechtsklick auf einen Kanal auf der Y-Achse stellt den min/max-Wert des Kanals auf den vollen Bereich des Kanals, welcher für den Kanal eingestellt wurde

Cursors aktivieren¶

Abb. 383 Aktivierte Cursors – Übersicht¶

Die Cursors können rechts oben im Recorder aktiviert werden. Diese Option ist nur im PLAY oder Freeze Modus verfügbar. Nachdem die Cursors aktiviert werden, erscheinen 2 Cursors A und B im Rekorderfenster. Zusätzlich erscheint eine Tabelle mit der aktuellen Position der Cursors, der dazugehörige Signalwert und die Differenz Delta zwischen den Cursorpositionen (siehe Abb. 383).

$Delta = \ \text{Time}_{\text{CursorB}} - \text{Time}_{\text{CursorA}}\ \lbrack s\rbrack$

Die Position der Cursors kann durch nach rechts und links bewegen verändert werden.

Bei gedrückter Shift-Taste [Umschalt-Taste] können A- und B-Cursor gleichzeitig verschoben werden.

Umbenennen der Cursors¶

Abb. 384 Umbenennen der Cursors¶

Durch Klicken auf den Cursornamen (siehe roter Pfeil in Abb. 384) kann ein Popup-Fenster geöffnet werden, das die Möglichkeit bietet, einen bestimmten Zeitpunkt für den Cursor zu definieren und den Namen des Cursors beliebig zu ändern (). Cursor A und B können beliebig umbenannt werden. Falls mit mehreren Recordern gearbeitet wird, können die Namen für jeden Recorder individuell geändert werden. Wenn die Cursor deaktiviert und erneut aktiviert werden, bleiben die geänderten Namen erhalten.

Messmöglichkeiten der Cursor¶

Zusätzliche Informationen sind in der Tabelle verfügbar im CURSOR Abschnitt in den Instrumenteneigenschaften (siehe Abb. 383). Folgende Werte können noch dargestellt werden:

Max: zeigt das maximale Signallevel zwischen Cursor A und B

$\text{Max} = \text{Max}\left\{ \text{Signallevel}_{i} \right\}\ \lbrack\text{Signaleinheit}\rbrack$
Mittel: berechnet den arithmetischen Mittelwerten bezugnehmend auf das Signallevel von Cursor A zu Cursor B nach folgender Formel:

$\text{Mittelwert} = \frac{1}{N}\sum_{i = 1}^{N}{\text{Signalleve}l_{i}}\ \lbrack\text{Signaleinheit}\rbrack$
Steigung: berechnet die Steigung des Signals zwischen Cursor A und B nach folgender Formel:

$\text{Slope} = \ \frac{\text{Signallevel}_{\text{CursorB}} - \text{Signallevel}_{\text{CursorA}}}{\text{Delta}}\ \left\lbrack \frac{\text{Unit}}{s} \right\rbrack$
Min: zeigt das minimale Signallevel zwischen Cursor A und B

$\text{Min} = \text{Min}\left\{ \text{Signallevel}_{i} \right\}\ \lbrack\text{Signaleinheit}\rbrack$
Peak-Peak: • Peak-Peak: Berechnet die Differenz zwischen Signalmaximum und Signalminimum im Bereich zwischen Cursor A und B:

$\text{Peak-Peak} = \text{Max}\{ \text{Signal level}_{i} \} - \text{Min}\{ \text{Signal level}_{d} \}$
RMS: berechnet den quadratischen Mittelwert bezugnehmend auf das Signallevel von Cursor A zu Cursor B

$\text{RMS} = \ \sqrt{\frac{1}{N}\sum_{i = 1}^{N}\left( \text{Signallevel}l_{i} \right)^{2}}\ \lbrack\text{Signaleinheit}\rbrack$
Frequ.: dieser Wert ist reziprok zu Delta.

$\text{Frequ}. = \ \frac{1}{\text{Delta}}\ \ \left\lbrack \frac{1}{s} = \text{Hz} \right\rbrack$
Integral: berechnet die Fläche der Y-Achse des Signals von Cursor A zu Cursor B

$\text{Integral} = \ \text{Mittelwert}*\text{Delta}\ \lbrack\text{Signaleinheit}*s\rbrack$
C/D-cursors: fügt zwei weiter Cursors hinzu, welche vertikal bewegt werden können (nicht verfügbar für einen Linienschreiber) und mittels Shift-Taste gleichzeitig bewegt werden können.

ZeitCursorA… Aktueller Zeitpunkt des Cursors A

ZeitCursorB… Aktueller Zeitpunkt des Cursors B

SignallevelCursorA…. Level des Signals an der Position des Cursors A

SignallevelCursorB…. Level des Signals an der Position des Cursors B

Signalleveli…. Signallevel an der Position I zwischen Cursor A und B

i = 1…N

i = 1 =: Cursor A

i = N =: Cursor B

Das folgende Beispiel einer 0.5 Hz Sinuskurve, welche mit 10 Hz abgetastet wurde, wird die Berechnungen demonstrieren:

Abb. 385 0.5 Hz Sinuskurve in einem Rekorder; Cursor A @ 0.1s und Cursor B @ 2.0s¶

In Tabellenformat sieht das Signal folgendermaßen aus:

Tab. 44 Sinuskurve abgetastet mit 10 Hz in Tabellenformat¶
i = 1…20; N = 20		Zeit [s]	Sinus 0.5 Hz [V]
Cursor A	1	0.1	0.309017
	2	0.2	0.587785
	3	0.3	0.809017
	4	0.4	0.951057
	5	0.5	1.000000
	6	0.6	0.951057
	7	0.7	0.809017
	8	0.8	0.587785
	9	0.9	0.309017
	10	1.0	0.000000
	11	1.1	-0.309017
	12	1.2	-0.587785
	13	1.3	-0.809017
	14	1.4	-0.951057
	15	1.5	-1.000000
	16	1.6	-0.951057
	17	1.7	-0.809017
	18	1.8	-0.587785
	19	1.9	-0.309017
Cursor B	20	2.0	0.000000

Im folgenden Kapitel werden die von den Cursors angezeigten Werte berechnet und können mit den OXYGEN Ergebnissen in Abb. 385 verglichen werden.

Delta:

$\text{Delta} = \ \text{Zeit}_{\text{CursorB}} - \text{Zeit}_{\text{CursorA}} = 2.0s - 0.1s = 1.9s$
Max:

Der maximale Wert zwischen Cursor A und B ist 1.0 V @ 0.5s
Mittelwert:

$Mittelwert = \frac{1}{N}\sum_{i = 1}^{N}{\text{Signalleve}l_{i}} =$

$= \frac{1}{20}*\left( 0.309017\ V + 0.587785\ V + 0.809017\ V + 0.951057\ V + 1.000000\ V + 0.951057\ V + 0.809017\ V + 0.587785\ V + 0.307017\ V + 0.000000\ V + ( - 0.309017\ V) + ( - 0.587785\ V) + ( - 0.809017\ V) + ( - 0.951057\ V) + ( - 1.000000\ V) + ( - 0.951057\ V) + ( - 0.809017\ V) + ( - 0.587785\ V) + ( - 0.309017\ V) + ( - 0.000000\ V) \right) = 0.000000$
Steigung:

$\text{Sl}\text{ope} = \ \frac{\text{Signallevel}_{\text{CursorB}} - \text{Signallevel}_{\text{CursorA}}}{\text{Delta}} = \frac{0.000000\ V - 0.309017\ V}{1.9\ s}$

$= - 0.162640\ \frac{V}{s}$
Min:

Der minimale Wert zwischen Cursor A und B ist 0.0 V @1.0s and 2.0s
RMS:

${\text{RMS} = \ \sqrt{\frac{1}{N}\sum_{i = 1}^{N}\left( \text{Signalleve}l_{i} \right)^{2}} = \ }{\sqrt{\{\frac{1}{20}}\sum_{1}^{20}{\lbrack(0.309017\ V)^{2} + (0.587785\ V)^{2} + ({0.809017\ V)}^{2} + (0.951057\ V)^{2} + (1.000000\ V)^{2} + (0.951057\ V)^{2} + (0.809017\ V)^{2} + ({0.587785\ V)}^{2} + (0.307017\ V)^{2} + {(0.000000\ V)}^{2} + ( - {0.309017\ V)}^{2} + ( - {0.587785\ V)}^{2} + ( - {0.809017\ V)}^{2} + ( - {0.951057\ V)}^{2}dewe + ( - {1.000000\ V)}^{2} + ( - {0.951057\ V)}^{2} + ( - {0.809017\ V)}^{2} + ( - {0.5877852\ V)}^{2} + \left( - {0.309017\ V)}^{2} + \left( - {0.000000\ V)}^{2} \right\rbrack\text{\ \ } \right\} = 0.707107}\text{\ V}}$
Frequ.:

$\text{Frequ}. = \ \frac{1}{\text{Delta}} = \frac{1}{1.9} = 526.3\ \text{mHz}$
Integral:

$\text{Integral} = \ \text{Mittelwert}*\text{Delta} = 0.000000\ V*1.9\ s = 0\ \text{Vs}$

Bemerkung

Neben dem Rekorder ist die Cursor-Option für den Linienschreiber und das Oszilloskop verfügbar.

Cursorwerte in die Zwischenablage kopieren¶

Es ist auch möglich, die angezeigten Cursorwerte direkt aus dem verwendeten Instrument in die Zwischenablage zu kopieren und in beispielsweise einer Excel Datei oder eine simplen Textdatei einzufügen. Dazu klicken Sie einfach auf den Kopier-Button der Ihnen links über der Tabelle der Cursorwerte angezeigt wird (siehe ① in Abb. 386) oder Sie können einfach in das Instrument mit der linken Maustaste klicken und die Werte mit der Tastenkombination „STRG + C“ kopieren.

Abb. 386 Cursorwerte in Zwischenablage kopieren¶

Schnellerweiterungs-Button¶

Dieser Button erweitert den Rekorder auf die volle Größe des Messbildschirms und verkleinert diesen wieder auf die Originalgröße. Wenn der Rekorder auf die volle Größe erweitert wird, rücken alle anderen Instrumente in den Hintergrund.

Bemerkung: Neben dem Rekorder ist die Cursor-Option für den Linienschreiber, Oszilloskop, FFT, Video und XY-Plot verfügbar.

Zoom-Feature¶

Das Zoom-Feature ist ein fundamentales Hilfsmittel bei der Verwendung des Rekorders. Es bietet die Möglichkeit die Daten in einfacher Weise und live zu untersuchen.

An einem Touchscreen:

Dieses Hilfsmittel funktioniert gleich wie Sie es jeden Tag bei einem Bild auf Ihrem Smartphone benutzen. Die Messdaten können so einfach zusammen- oder auseinandergezogen werden. Wenn der Bildschirm sehr groß ist, ist es manchmal einfacher beide Hände zu benutzen.

Abb. 387 Zoomen an einem Touchscreen¶
Mit der Maus:

Um mit der Maus zu zoomen, scrollen Sie einfach das Mausrad oder benutzen Sie die rechte Maustaste in folgender Weise:

Abb. 388 Zoomen mit der Maus¶

DejaView™¶

Während einer Aufzeichnung können Daten auch in der Vergangenheit mithilfe der DejaView™ Funktion untersucht werden. Um diese Funktion zu benutzen, klicken oder tippen Sie in den Rekorden und wischen Sie die Daten einfach nach rechts. Die Daten können auch gezoomt werden. Um schnell zur aktuellen Aufzeichnungszeit zu gelangen, klicken Sie auf das graue >> Symbol (siehe ② in Abb. 389). Dies ist eines der mächtigsten Features der OXYGEN Software.

Abb. 389 Funktionen von DejaView™¶

Funktionen von DejaView™ (siehe Abb. 389) sind folgende:
① Zeigt den Abschnitt der Messung, welcher im Rekorder angezeigt wird.
② Durch Drücken dieses Buttons springt der Rekorder zur aktuellen Aufzeichnungszeit und zeigt die gerade aufgenommen Daten. Ein Rechtsklick auf diesen Button zeigt die gesamten Daten seit Aufzeichnungszeit bis zum aktuellen Zeitpunkt.

Bemerkung

Die DejaView™ Funktion kann in den Systemeinstellungen unter Erweiterte Einstellungen aktiviert und deaktiviert werden (siehe Erweiterte Einstellungen).

Linienschreiber¶

Abb. 390 Linienschreiber - Übersicht¶

Der Linienschreiber bietet die Möglichkeit verschiedene Daten in einem Instrument als separate Charts anzuzeigen. Der Linienschreiber bietet die gleichen Eigenschaften und Funktionen wie der Rekorder, für eine detaillierte Beschreibung siehe Rekorder.

Bemerkung

Bis zu 16 Kanäle können in einem Linienschreiber dargestellt werden.

Balkenanzeige¶

Abb. 391 Balkenanzeige - Übersicht¶

Die Balkenanzeige ist ein weiteres Hilfsmittel, um Messwerte eines Kanals anzuzeigen. Die folgenden Eigenschaften sind verfügbar:

Bereich: Es kann ein Bereich für die Balkenanzeige definiert werden; es kann auch ein Auto-Bereich basierend auf den eingestellten Kanalbereich gewählt werden.
Grenzen: Die Balken können nach definierten Grenzen eingefärbt werden.
Anzeigewert: Das Instrument zeigt entweder den aktuellen Kanalwert, Mittelwert, RMC, ACRMS, Min, Max oder Spitze-Spitze Wert an in benutzerdefinierten Intervallen von 0.1s, 0.25s, 0.5s, 1.0s, Verzögerung, Sat (Sättigung).
Stil: Die Anzahl an Spalten kann hier definiert werden, wenn mehrere Kanäle ausgewählt wurden. Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Ebene: Bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).

Bemerkung

Bis zu 96 Kanäle können in einer Balkenanzeige dargestellt werden.

Indikator¶

Abb. 392 Indikator - Übersicht¶

Die Balkenanzeige ist ein weiteres Hilfsmittel, um Messwerte eines Kanals anzuzeigen. Die folgenden Eigenschaften sind verfügbar:

Bereich: Es kann ein Bereich für die Balkenanzeige definiert werden; es kann auch ein Auto-Bereich basierend auf den eingestellten Kanalbereich gewählt werden.
Grenzen: Die Balken können nach definierten Grenzen eingefärbt werden.
Anzeigewert: Das Instrument zeigt entweder den aktuellen Kanalwert, Mittelwert, RMC, ACRMS, Min, Max oder Spitze-Spitze Wert an in benutzerdefinierten Intervallen von 0.1 s, 0.25 s, 0.5 s, 1.0 s, Verzögerung, Sat (Sättigung).
Stil: Die Anzahl an Spalten kann hier definiert werden, wenn mehrere Kanäle ausgewählt wurden. Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Ebene: Bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).

Bemerkung

Bis zu 96 Kanäle können in einer Balkenanzeige dargestellt werden.

Tabelle¶

Abb. 393 Table Instrument - overview¶

Die Tabelle zeigt die Messdaten in Tabellenform an mit individuellen Spalten für jeden Kanal und einer Spalte für die Zeitachse.

Wählen Sie die Präzision des Zahlenformats.
In der Tabelle können lediglich statistische Daten angezeigt werden wenn Nur Statistikdaten anzeigen angehakt wird. Wählen Sie, welche statistischen Daten angezeigt werden sollen, vom Dropdown Menü. Der statistische Wert kann vom Dropdown oberhalb ausgewählt werden. Statistics Recording (siehe Triggerereignisse) muss hierfür bei der Datenaufzeichnung aktiviert gewesen sein.
Stil: Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.

Bemerkung

Bis zu 8 Kanäle können in einer Tabelle dargestellt werden.

Bild¶

Abb. 394 Bild – Übersicht¶

Dieses Instrument erlaubt es dem Benutzer ein Bild auf dem Messbildschirm einzufügen, z.B. ein Bild des DUT (device under test), ein Messaufbau oder das Firmenlogo. Der Dateipfad kann in den Instrumenteneigenschaften ausgewählt werden.

Quelle: wählen Sie ihr gewünschtes Bild aus.
Füllmodus: wählen Sie verschiedene Modi, um das Bild anzupassen.
Stil: Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).

Bemerkung

Eine Bilddatei kann auch direkt vom Windows Explorer aus kopiert und auf dem OXYGEN Messbildschirm eingefügt werden (siehe Abb. 395).

Abb. 395 Einfügen einer Bilddatei auf dem Messbildschirm¶

Textinstrument¶

Abb. 396 Textinstrument - Übersicht¶

Dieses Instrument bietet die Möglichkeit individuelle Texte am Messbildschirm einzufügen. Auch Headerdaten, Zeit, Datum und Messzeit können hier dargestellt werden. Für eine detaillierte Beschreibung die Headerdaten einzufügen, siehe Globale Header Daten und für die anderen Features den nächsten Abschnitt. Die folgenden Eigenschaften sind verfügbar:

Text: geben Sie den gewünschten Text hier ein. Der Text wird automatisch skaliert, um in die Größe der Textbox zu passen. Im Eigenschaftenmenü kann die Farbe, der Stil (fett oder kursiv) und die horizontale und vertikale Ausrichtung geändert werden.
Stil: Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).

Bemerkung

Ein Textabschnitt kann ebenfalls direkt auf den OXYGEN Messbildschirm kopiert und eingefügt werden (siehe Abb. 397).

Abb. 397 Einfügen eines Textabschnitts auf den Messbildschirm¶

Zeit, Datum und Messzeit einfügen

Im Text-Instrument kann auch die Zeit, das Datum oder die vergangene Messzeit seit Aufzeichnungsstart dargestellt werden. Dazu sind zwei Möglichkeiten verfügbar:

Am Messbildschirm kann direkt die Zeit- und Datumsanzeige via Drag’n’Drop auf den Messbildschirm gezogen werden (siehe ① in Abb. 396). Dabei entsteht eine Textbox mit der entsprechenden Anzeige.
In den Instrumenteneigenschaften kann die Zeit, Datum oder Messzeit wiederum via Drag’n’Drop in das Texfeld gezogen werden (siehe ② in Abb. 396).

Bemerkung

Der Text vor dem #-Zeichen kann individuell angepasst werden.

Oszilloskop¶

Abb. 398 Oszilloskop - Übersicht¶

This instrument affords the user the analysis options of a scope.

Bemerkung

Bis zu 8 Kanäle können in einem Oszilloskop dargestellt werden.

Trigger-Einstellungen

Hier kann ein Kanal als Trigger ausgewählt werden. Es kann jeder Kanal, welcher im Oszilloskop dargestellt wird, ausgewählt werden.
Es kann weiters eingestellt werden, ob auf die steigende oder fallende Flanke getriggert werden soll. Der Unterschied zwischen den zwei Modi ist in Abbildung Abb. 399 für eine 1 Hz Sinuskurve mit einer Amplitude von 1 gezeigt.

Abb. 399 Trigger auf die steigende (links) oder fallende (rechts) Flanke¶
Der Schwellwert des Triggers kann hier eingestellt werden oder mit dem Level Cursor (siehe Abb. 398) jedoch muss der Schwellwert innerhalb des Signalbereichs liegen. Abb. 400 zeigt eine 1 Hz Sinuskurve mit einer Amplitude von ±1, welche auf eine steigende Flanke getriggert wird mit einem Schwellwert von 0 und +0.5.

Abb. 400 Trigger auf die steigende Flanke mit Schwellwert 0 (links) und +0.5 (rechts)¶

In der Δ Hysterese Auswahl kann ein Level definiert werden, welches überschritten werden muss, bevor ein neuer Trigger ausgelöst wird. Dies kann unerwünschte Triggerereignisse durch Rauschen verhindern. Das Δ Hysterese-Level kann auch mit dem Hysterese Cursor definiert werden (siehe Abb. 398).
- Wenn ein Signal auf die steigende Flanke getriggert wird, kann der Bereich der Δ Hysterese von [0 … (max_A + TL)] gewählt werden.
- Wenn ein Signal auf die fallende Flanke getriggert wird, kann der Bereich der Δ Hysterese von [0 … (max_A – TL]] gewählt werden.
max_A: maximale Signalamplitude

TL: ausgewähltes Triggerlevel
Cursors: wählen Sie die gewünschten Parameter, welche angezeigt werden sollen, wenn die Cursors ausgewählt sind. Für eine detaillierte Beschreibung der Cursors siehe Kapitel Cursors aktivieren.
Zeitachseneinteilung: wählen Sie die Skalierung der X-Achse pro Division.
Werteachseneinteilung: wählen Sie die Skalierung angezeigten Signale individuell pro Division
Stil:
- Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
- Die Linienstärke kann von 1 … 10 gewählt werden
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).
Offset Cursors (siehe Abb. 398) können verwendet werden um die angezeigten Signale vertikal zu verschieben. Diese Funktion beeinträchtigt nicht die Phasengenauigkeit.

Frequenzanalyse¶

Abb. 401 Frequenzanalyse – Übersicht¶

Das FFT-Instrument ermöglicht die Datenanalyse im Frequenzbereich in Echtzeit.

Zuweisung der Kanäle im Zeitbereich¶

If analog channels that represent a time domain signal are assigned to the Instrument, the FFT is calculated according to the following formula:

$Y_{k} = \sum_{n = 0}^{N - 1}{X_{n}e^{\frac{- i2\pi kn}{N}};\ \ \ \ \ \ k = 0\ldots N - 1}$

Xk… (complex) input signal

Yk… complex Fourier Transform of Xk

N… number of samples

Wenn analoge Kanäle im Zeitbereich dem Instrument zugeordnet werden, wird die FFT nach folgender Formel berechnet:

$Y_{k} = \sum_{n = 0}^{N - 1}{X_{n}e^{\frac{- i2\pi kn}{N}};\ \ \ \ \ \ k = 0\ldots N - 1}$

Xk… (komplexes) Eingangssignal

Yk… komplexe Fouriertransformation von Xk

N… Anzahl der Samples

Abhängig vom dargestellten Spektrum wird die komplexe Fouriertransformation Y_k für weitere Berechnungen verwendet. Für weitere Informationen siehe Abschnitt Spektrum.

Bemerkung

Bis zu 8 Kanäle können in einem FFT-Instrument dargestellt werden.
Die Zoom-Optionen sind auch für die FFT verfügbar. Für eine detaillierte Beschreibung siehe Kapitel Zoom-Feature.

Die aktuell dargestellte FFT kann durch Drücken von Strg+C kopiert und in eine Exceldatei oder Notepad eingefügt werden.
Peak-Halte-Funktion: um lokale Maxima leichter abzulesen, drücken Sie die SHIFT Taste, somit bleibt der Cursor auf lokalen Maxima.

Zuweisung der Kanäle im Frequenzbereich¶

Mathematische Frequenzkanäle, welche mithilfe der FFT Mathematik (siehe FFT-Kanäle) berechnet wurden, können auch in der Frequenzanalyse dargestellt werden. Der Amplitudenkanal (standardmäßig Channel_Name_Amp benannt) und der Phasenkanal (standardmäßig Channel_Name_Phi benannt) können der Frequenzanalyse zugeordnet werden, aber kein komplexer FFT Kanal (standardmäßig Channel_Name_Cpx benannt).

Bemerkung

Zeitkanäle und Frequenzkanäle können nicht der gleichen Frequenzanalyse zugewiesen werden, sondern nur verschiedenen.
Wenn Frequenzkanäle der Frequenzanalyse zugewiesen werden, werden die Instrumenteneigenschaften auf die Frequenzachsen- und der Werteachseneinstellungen (siehe Abb. 402) reduziert. Für eine detaillierte Beschreibung siehe Kapitel Zusätzliche Eigenschaften.

Abb. 402 Instrumenteneigenschaften der Frequenzanalyse, wenn Frequenzkanäle zugewiesen sind¶

Erstellung von Referenzkurven für den Spektralbereich¶

Der Spectrum Analyzer bietet die Möglichkeit, Referenzkurven zur erstellen, um Grenzwerte im Frequenzbereich zu überwachen.

Eine orange und eine rote Referenzkurve können erstellt werden, um den Instrumentenhintergrund orange bzw. rot einzufärben, wenn ein Schwellwert der Referenzkurve überschritten wird.

Die rote Referenzkurve hat eine höhere Priorität als die orange. D.h. dass der Instrumentenhintergrund rot gefärbt wird, wenn beide Kurven gleichzeitig überschritten wurden. Wenn der Schwellwert wieder unterschritten wird, verschwindet der gefärbte Hintergrund wieder.

Um eine Referenzkurve zu erstellen muss auf den Edit.. Button im Referenzkurvenabschnitt geklickt werden. (siehe Abb. 403).

Abb. 403 Menü zur Referenzkurvenerstellung¶

Ein Menü wird geöffnet, in dem die Referenzkurve in Tabellenform angelegt werden kann (siehe Abb. 404). Der Tabelle kann eine weitere Zeile durch Drücken des + Buttons hinzugefügt werden.

Abb. 404 Menü zur Referenzkurvendefinition¶

Die folgende Abb. 405 und Abb. 406 zeigen die Erstellung einer orangen und roten Referenzkurve Schritt für Schritt:

Click auf den Edit… Button
Der + Button fügt eine oder mehrere Zeilen zur Wertetabelle hinzu
Die Frequenzen und dazugehörigen Limits können nun eingetragen werden
Nach fertiger Bearbeitung kann Close gedrückt werden und die Kurve wird im Instrument angezeigt.

Abb. 405 Erstellung einer orangen Referenzkurve¶

Abb. 406 Erstellung einer roten Referenzkurve¶

Die Copy und Paste Buttons können dazu verwendet werden, um die Tabellen von der orange auf die rote Referenzkurve und umgekehrt zu kopieren (siehe Abb. 407) Außerdem werden die Wertetabellen dadurch in die Zwischenablage kopiert, um sie in Excel oder andere Softwaretools zu kopieren (siehe Abb. 408) Wertetabellen können so von Excel ebenfalls als Referenzkurve eingefügt werden.

Der X Button (siehe Abb. 403) löscht eine Referenzkurve.

Abb. 407 Übertagung der Einstellungen von einer Referenzkurve auf die Andere¶

Abb. 408 Kopieren nach und einfügen der Daten aus Excel¶

Sobald eine Referenzkurve definiert wurde, wird sie im Spectrum Analyzer angezeigt (siehe Abb. 409, Abb. 410 und Abb. 411).

Abb. 409 Referenzkurve ohne Limitüberschreitung¶

Abb. 410 Referenzkurve mit oranger Limitüberschreitung¶

Abb. 411 Referenzkurve mit oranger und roter Limitüberschreitung¶

Verwendung von Harmonischen Cursorn¶

Harmonische Cursor können durch Auswahl von Show Harmonics aktiviert werden (siehe ① in Abb. 412). Die Anzahl der Harmonischen kann von 1 bis 10 gewählt werden (siehe ② in Abb. 412). Harmonische werden mit einem Cursor markiert (siehe ③ in Abb. 412) und der Amplitudenwert wird unterhalb des Instruments angezeigt. (siehe ④ in Abb. 412).

Abb. 412 Verwendung von Harmonischen Cursorn¶

Die Position aller Cursor kann geändert werden, indem eine neue Frequenz für die erste Harmonische eingetragen wird (siehe ⑤ in Abb. 413). Es ist zudem möglich, den ersten Harmonischen Cursor mit der Maus zu verschieben (siehe ⑥ in Abb. 413). In beiden Fällen werden die Positionen der übrigen Cursor automatisch angepasst.

Abb. 413 Änderung der Cursorposition der ersten Harmonischen¶

Frequenzachsenbeschriftung¶

Die Einheit der X-Achse ist standardmäßig Hertz [Hz] (siehe ① in Abb. 414). Die Einheit kann in Umdrehungen pro Minute (Cycles Per Minute) [CPM] geändert werden, die als [Hz] * 60 definiert ist. (siehe ② in Abb. 414). Das Achsenminimum und -maximum kann frei definiert werden (siehe ③ and ④ in Abb. 414). Die Skalierung kann optional von linear in logarithmisch geändert werden. (siehe ⑤ in Abb. 414).

Abb. 414 Frequenzachsenbeschriftung¶

Instrumenteneigenschaften für Zeitkanäle¶

Die gewünschte Fensterbreite (z.B. Anzahl der Samples im Zeitbereich, welche für die Berechnung eines Spektrums verwendet werden, welche in der oben genannten Formel als N bezeichnet werden) kann hier geändert werden. Diese ist frei definierbar im Bereich von 42 bis 1048576 (2²⁰) Samples. Die Standardeinstellungen sind

1024 (2¹⁰), 2048 (2¹¹), 4096 (2¹²), 8192 (2¹³), 16384 (2¹⁴), 32768 (2¹⁵), 65536 (2¹⁶) 131072 (2¹⁷) and 262144 (2¹⁸) Samples.

Die Linienauflösung bezieht sich auf die Samplerate und die Fensterbreite:

$Linienaufloesung = \ \frac{\text{Samplerate}}{\text{Fensterbreite}}\ \lbrack Hz\rbrack$

Der Button Erweiterte Linienauflösung aktiviert Zero-Padding. Für detaillierte Informationen siehe Erweiterte Linienauflösung (Aktivieren von Zero-Padding).

Bemerkung

Wenn Kanäle mit verschiedenen Sampleraten in einer Frequenzanalyse dargestellt werden:
Die Linienauflösung wird für jede Samplerate individuell berechnet und kann in den Instrumenteneigenschaften nicht geändert werden. Somit ist die Anzahl der geplotteten FFT Punkte dieselbe für jedes Signal aber die FFT Auflösung unterscheidet sich.
Zero-Padding (Erweiterte Linienauflösung) kann nicht aktiviert werden.
Beachten Sie, dass eine Änderung der Fensterbreite Einfluss auf die Linienauflösung hat. Somit liegt die Linienauflösung im Bereich von $\frac{\text{Samplerate}}{2^{20}}$ bis $\frac{\text{Samplerate}}{42}$ Samples.
Wenn Erweiterte Linienauflösung nicht ausgewählt ist, ist die Anzahl der berechneten Frequenzlinien gleich der Fensterbreite.
Wenn Erweiterte Linienauflösung ausgewählt ist, ist die Anzahl der berechneten Frequenzlinien immer größer als die Anzahl von Datensamples.
Die Anzahl der dargestellten Frequenzlinien ist immer $trunc(\frac{\text{Anzahl\ berechnete\ Frequenzlinien\ }}{2}) + 1$ . Die erste Linie wird bei 0 Hz dargestellt und die letzte Frequenzlinie bei $\frac{\text{Sample}r\text{ate\ }}{2}$ Hz. Wenn die logarithmische Achsenskalierung ausgewählt wurde, wird die 0 Hz Linie nicht dargestellt, da der dekadische Logarithmus für 0 nicht definiert ist.

Abschnitt Fenster¶

Der Typ und Normalisierung der Fensterfunktion können hier geändert werden.

Fenstertyp¶

Die Frequenzanalyse bietet 7 verschiedene Fensterfunktionen (N beschreibt die Fenstergröße in Samples und entspricht der Fensterbreite).

Hanning-Fenster:

Abb. 415 Hanning-Fenster in Zeit- und Frequenzbereich (N = 128)¶

$w(n) = \ \frac{1}{2}\left\lbrack 1 - \cos\left( \frac{2\pi n}{N - 1} \right) \right\rbrack;\ \ \ \ \ \ n = 0\ldots N - 1$
Hamming-Fenster:

Abb. 416 Hamming-Fenster in Zeit- und Frequenzbereich (N = 128)¶

$w(n) = \ \alpha - \beta\cos\left( \frac{2\pi n}{N - 1} \right);\ \ \ \ \ \ n = 0\ldots N - 1$

α = 0.54

β… 1 – α
Rechteckfenster:

Abb. 417 Rechteckfenster in Zeit- und Frequenzbereich (N = 128)¶

$`w(n) = \ 1\ ;\ \ \ \ \ \ n = 0\ldots N` -1$
Blackman-Fenster:

Abb. 418 Blackman-Fenster in Zeit- und Frequenzbereich (N = 128)¶

$w(n) = \ a_{0} - a_{1}\cos\left( \frac{2\pi n}{N - 1} \right) + a_{2}\cos\left( \frac{4\pi n}{N - 1} \right);\ \ \ \ \ \ n = 0\ldots N - 1$

a0 = 0.42

a1 = 0.5

a3 = 0.08
Blackman-Harris Fenster:

Blackman-Harris-Fenster in Zeit- und Frequenzbereich (N= 128)

$w(n) = \ a_{0} - a_{1}\cos\left( \frac{2\pi n}{N - 1} \right) + a_{2}\cos\left( \frac{4\pi n}{N - 1} \right) - a_{3}\cos\left( \frac{6\pi n}{N - 1} \right);\ \ \ \ \ \ n = 0\ldots N - 1$

a0 = 0.35875

a1 = 0.48829

a2 = 0.14128

a3 = 0.01168
Flat-Top-Fenster:

Flat-Top-Fenster in Zeit- und Frequenzbereich (N = 128)

$w(n) = a_{0} - a_{1}\cos\left( \frac{2\pi n}{N - 1} \right) + a_{2}\cos\left( \frac{4\pi n}{N - 1} \right) - a_{3}\cos\left( \frac{6\pi n}{N - 1} \right) + a_{4}\cos\left( \frac{8\pi n}{N - 1} \right);n = 0\ldots N - 1$

a0 = 0.21557895

a1 = 0.41663158

a2 = 0.277263158

a3 = 0.083578947

a4 = 0.006947368
Bartlett-Fenster:

Bartlett-Fenster in Zeit- und Frequenzbereich (N = 128)

$w(n) = 1 - \left| \frac{n - \frac{N - 1}{2}}{\frac{N - 1}{2}} \right|$

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht und Empfehlungen über die Verwendung der verschiedenen Fensterfunktionen.

Bemerkung

Beachten Sie, dass diese Tabelle nur im Sinne von Empfehlungen fungiert und keine Garantie über Vollständigkeit und Korrektheit gibt

Tab. 45 Empfehlungen über die Verwendung der verschiedenen Fensterfunktionen (Source)¶
Signalinhalt	Fenster
Sinuskurve oder Kombination von Sinuskurven	Hanning
Sinuskurve (Amplitudengenauigkeit ist wichtig)	Flat Top
Zufälliges Schmalbandsignal (Vibrationsdaten)	Hanning
Zufälliges Breitbandsignal (weißes Rauschen)	Rechteck
Sinuskurven mit geringem Abstand	Rechteck, Hamming
Unbekannter Inhalt	Hanning
Genaue einzelne Tonamplituden-Messungen	Flat Top

Die folgende Abbildung vergleicht die verschiedenen Fensterfunktionen im Zeitbereich:

Abb. 419 Vergleich der verschiedenen Fensterfunktionen im Zeitbereich (N = 128)¶

Die folgende Tabelle fasst die zwei wichtigsten Charakteristika der verschiedenen Fensterfunktionen zusammen. Die Breite des Hauptmaximums beschreibt die einseitige Breite des Hauptmaximums als Anzahl von Frequenzlinien. Die Breite des Hauptmaximums in Hz ist das Produkt von der Breite des Hauptmaximums und der Linienauflösung. Die Amplitude des Nebenmaximums gibt die Dämpfung des ersten Nebenmaximums zum Hauptmaximum in dB an.

Tab. 46 Eigenschaften der Fensterfunktionen¶
Fensterfunktion	Breite des Hauptmaximums	Amplitude des Nebenmaximums [dB]
Hanning	2	-31
Hamming	2	-43
Rechteck	1	-13
Blackman	3	-58
Blackman-Harris	4	-92
Flat-Top	5	-68
Bartlett	2	-27

Normalization¶

Da die Verwendung einer Fensterfunktion die Signalamplitude und -leistung verringert, kann zwischen Keine, Amplitude True und Power True Normierung ausgewählt werden.

Keine: das Spektrum wird nicht normiert und der Amplituden- und Leistungsfehler bleiben.
Amplitude True: die Dämpfung der Signalamplitude, verursacht durch die Fensterfunktion, wird kompensiert. Der Leistungsverlust bleibt. Die Korrektur wird nach folgender Formel durchgeführt:

$S_{\text{AmpCorr}\ k} = S_{k}*\left\lbrack \frac{N}{\sum_{k = 1}^{N}W_{k}} \right\rbrack$
Power True: der verursachte Leistungsverlust durch die Multiplikation mit der Fensterfunktion wird kompensiert. Der Amplitudenfehler bleibt. Die Korrektur wird nach folgender Formel durchgeführt:

$S_{\text{PowCorr}\ k} = S_{k}*\sqrt{\frac{N}{\sum_{k = 1}^{N}W_{k}^{2}}}$

Sk… nicht normiertes Signal an der Position k

N… Länge der Fensterfunktion

Wk…Wert der Fensterfunktion an der Position k

Ein detailliertes Beispiel für die Notwendigkeit der Normierung des FFT-Spektrums kann in Normierung von FFT Spektren gefunden werden.

Bemerkung

Die Normierung des Signals wird im Zeitbereich berechnet.:

Abschnitt Spektrum¶

Im Abschnitt Spektrum kann zwischen verschiedenen Typen des Spektrums ausgewählt werden, welches in der Frequenzanalyse dargestellt werden soll. In diesem Kapitel werden die verfügbaren Spektren und die dazugehörige Formel aufgelistet.

Amplitude: stellt das Amplitudenspektrum dar, normalisiert auf die Anzahl von Frequenzlinien nach folgender Formel:

$A_{k} = \frac{1}{N}\sqrt{\text{Re}\left\{ Y_{k} \right\}^{2} + \text{Im}\left\{ Y_{k} \right\}^{2}}\ ;\ \ \ \ \ \ k = 0\ \ \ \ \ \lbrack\text{Unit}\rbrack$

$A_{k} = \frac{2}{N}\sqrt{\text{Re}\left\{ Y_{k} \right\}^{2} + \text{Im}\left\{ Y_{k} \right\}^{2}}\ ;\ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\ \ \ \ \ \lbrack\text{Unit}\rbrack$
Amplitude RMS: stellt das RMS Amplitudenspektrum dar, indem das Amplitudenspektrum durch $\sqrt{2}$ dividiert wird.

$A_{\text{RMS}\ k} = \frac{A_{k}}{\sqrt{2}};\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\ \ \ \ \ \lbrack\text{Unit}\rbrack$
Amplitude²: stellt das quadrierte Amplitudenspektrum dar, indem das Amplitudenspektrum quadriert wird.

$A_{\text{sq}\ k} = A_{k}^{2};\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\ \ \ \ \ \lbrack(\text{Unit})²\rbrack$
Dezibel: stellt das logarithmische Amplitudenspektrum dar, welches auf ein frei definierbares Referenzlevel A_ref bezogen werden kann. Das Referenzlevel A_ref und der darauf bezogene Schwellwert kann nun eingestellt werden.

$L_{A\ k} = 20*\log_{10}{\left( \frac{A_{k}}{A_{\text{Ref}}} \right);\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N}\ \ \ \ \ \lbrack\text{dB}\rbrack$
Dezibel RMS: stellt das logarithmische RMS Amplitudenspektrum dar, welches auf ein frei definierbares Referenzlevel A_ref bezogen werden kann. Das Referenzlevel A_ref und der darauf bezogene Schwellwert kann nun eingestellt werden

$L_{A\ \text{RMS}\ k} = 20*\log_{10}{\left( \frac{A_{\text{RMS}\ k}}{A_{\text{Ref}}} \right);\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N}\ \ \ \ \ \lbrack\text{dB}\rbrack$
Dezibel max Peak: stellt das logarithmische Amplitudenspektrum dar, bezogen auf den höchsten vorkommenden Wert im Amplitudenspektrum. Dementsprechend bezieht sich der höchste vorkommende Wert auf 0 dB.

$L_{A\ \text{Max}\ k} = 20*\log_{10}{\left( \frac{A_{k}}{{\max\{ A}_{k}\}} \right);\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N}\ \ \ \ \ \lbrack\text{dB}\rbrack$
Dezibel V-RMS: stellt das logarithmische Amplitudenspektrum dar, bezogen auf 1 [Signaleinheit] (1 V (RMS) ist ein üblicher Referenzwert für Spannung und bezieht sich auf 0 dBV).

$L_{A\ \text{Max}\ k} = 20*\log_{10}{\left( \frac{A_{\text{RMS}}}{1} \right);\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N}\ \ \ \ \ \lbrack\text{dB}\rbrack$
Dezibel u-RMS: stellt das logarithmische Amplitudenspektrum dar, bezogen auf $\sqrt{0.6}$ [Signaleinheit] ( $\sqrt{0.6} = 0.775$ V (RMS) ist ein üblicher Referenzwert für Spannung und bezieht sich auf 0 dBu. 0.775V ist die Spannung welche 1 mW elektrische Leistung an einem 600 Ω Widerstand umsetzt).

$L_{A\ \text{Max}\ k} = 20*\log_{10}{\left( \frac{A_{\text{RMS}}}{\sqrt{0.6}} \right);\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N}\ \ \ \ \ \lbrack\text{dB}\rbrack$
Schalldruckamplitude: stellt das logarithmische Amplitudenspektrum dar, bezogen 20µ [Signaleinheit] (20 µPa ist ein üblicher Referenzwert für Schalldruck in Luft und bezieht sich auf 0 dB).

$L_{A\ \text{Max}\ k} = 20*\log_{10}{\left( \frac{A_{\ \text{RMS}}}{20µ} \right);\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N}\ \ \ \ \ \lbrack\text{dB}\rbrack$
Schalldruckamplitude (Wasser): stellt das logarithmische Amplitudenspektrum dar, bezogen 1µ [Signaleinheit] (1 µPa ist ein üblicher Referenzwert für Schalldruck in Wasser und bezieht sich auf 0 dB).

$L_{A\ \text{Max}\ k} = 20*\log_{10}{\left( \frac{A_{\ \text{RMS}}}{1µ} \right);\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N}\ \ \ \ \ \lbrack\text{dB}\rbrack$
LDS: das Leistungsdichtespektrum (LDS) basiert auf dem quadrierten Betragsspektrum (M_sq), welches sich vom quadrierten Amplitudenspektrum unterscheidet, insofern das quadrierte Betragsspektrum nur ein einseitiges Spektrum ist.

$M_{\text{sq}\ k} = \text{Re}\left\{ Y_{k} \right\}^{2} + \text{Im}\left\{ Y_{k} \right\}^{2};\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\ \ \ \ \ \ \lbrack(\text{Unit})²\rbrack$

$\text{PSD}_{k} = \frac{1}{N^{2}}*\frac{1}{\text{df}}*M_{\text{sq}\ k};\ \ \ \ \ \ \ \text{with}\ \text{df} = \ \frac{\text{Samplerate}}{N}\ \ \ \ \ \ \lbrack\left( \text{Unit} \right)^{2}/\text{Hz}\rbrack$
LDS (Zeitint. Ampl2): stellt die zeitintegrierte, quadrierte Amplitude des LDS dar.

${PSD - TISA}_{k} = \frac{1}{N}*\text{dt}*M_{\text{sq}\ k};\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N,\ \ \ \ \text{dt} = \ \frac{1}{\text{Samplerate}}\ \ \ \ \ \ \lbrack\left( \text{Unit} \right)^{2}s\rbrack$
LDS (Mittel Ampl2): stellt den quadratischen Mittelwert des LDS dar

${PSD - MSA}_{k} = \frac{1}{N^{2}}*M_{\text{sq}\ k};\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\text{\ \ \ \ \ \ }\left\lbrack \left( \text{Unit} \right)^{2} \right\rbrack$
LDS (Sum. Ampl2): stellt die summierte, quadrierte Amplitude des LDS dar

${PSD - SSA}_{k} = \frac{1}{N}*M_{\text{sq}\ k};\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\ \ \ \ \ \ \lbrack\left( \text{Unit} \right)^{2}\rbrack$

Bemerkung

LDS, LDS (Zeitint. Ampl²), LDS (MittelAmpl²) und LDS (Sum. Ampl²) sind verschiedene Skalierungen desselben spektralen Inhalts und haben verschiedene physikalische Einheiten.

Phase: stellt das Phasenspektrum von -180° … +180° dar.

$\varphi_{\ k} = \tan^{- 1}\frac{Im\{ Y_{k}\}}{Re\{ Y_{k}\}};\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\ \ \ \ \ \lbrack{^\circ}\rbrack$
Phase unwrapped: stellt das Phasenspektrum (unwrapped) von -900° … +900° dar, um Diskontinuitäten zu verhindern.

$\varphi_{\ k,unwrapped} = \tan^{- 1}\frac{Im\{ Y_{k}\}}{Re\{ Y_{k}\}};\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\ \ \ \ \ \lbrack{^\circ}\rbrack$
Phase Radiant: stellt das Phasenspektrum von - $\ \pi$ …

$\varphi_{k} = \frac{\varphi_{k}}{360{^\circ}}2\pi;\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\ \ \ \ \ \lbrack rad\rbrack$
Phase unwrapped (Radiant): stellt das Phasenspektrum (unwrapped) von - $\ 5\pi$ … + $\ 5\pi$ dar, um Diskontinuitäten zu verhindern.

$\varphi_{\ k,\ unwrapped} = \frac{\varphi_{\ k,unwrapped}}{360{^\circ}}2\pi;\ \ \ \ \ \ \ k = 1\ldots N\ \ \ \ \ \lbrack rad\rbrack$

Abschnitt Mittelung¶

Die Verwendung einer Fensterfunktion dämpft die Signalinformation an den Fensterflanken und verstärkt diese in der Mitte der Fensterfunktion. Wenn das Signal stationär ist, steigt die Varianz des Spektrums. Dies kann durch eine Mittelung verhindert werden. Wenn die Option Mittelung ausgewählt wird, wird das Spektrum für überlappende Signalteile berechnet und danach gemittelt. Dies verringert die Varianz, jedoch auch die spektrale Auflösung.

Es kann die Anzahl der Spektren für die Mittelung gewählt werden, wobei 2, 3, 4, 5, 8 oder 10 zur Verfügung stehen. Zusätzlich kann gewählt werden, wie viel Prozent des Spektrums, welches für die Berechnung der Mittelung verwendet wird, im Zeitbereich überlappen soll. Es kann ein Faktor von 0%, 50%, 75% 80% oder 90% gewählt werden.

Die Berechnung der Mittelung wird in Berechnung der Mittelung beispielhaft erklärt.

Zusätzliche Eigenschaften¶

Frequenzachse: ändern Sie die X-Achsenskalierung
Werteachse: ändern Sie die Y-Achsenskalierung. Für die Schnellauswahl der Y-Achsenskalierung siehe Kapitel Schnellauswahl der Y-Achsenskalierung.
Stil:
- Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
- Die Linienstärke kann von 1 … 10 gewählt werden
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar)

Bemerkung

Die Eigenschaften der FFT können im PLAY Modus, als auch im LIVE und REC Modus verändert werden.

Markers¶

Abb. 420 FFT Marker - Übersicht¶

Um eine bestimmte Frequenzlinie zu analysieren, kann der Wert in einer Tabelle unter der Frequenzanalyse dargestellt werden. Dazu muss die gewünschte Frequenzlinie mit einem Mausklick ausgewählt werden und der Wert erscheint in der Tabelle. Der Cursor kann danach auch zu anderen Frequenzlinie verschoben werden oder die gewünschte Frequenz in der Tabelle ändern. Bis zu fünf Frequenzlinien können gleichzeitig betrachtet werden. Die aktuelle Frequenz und der Signalwert wird im oberen linken Eck der aktuellen Mausposition dargestellt.

Fadenkreuz: Peak folgen¶

Mit der Funktion „Peak folgen“ unter der Option Fadenkreuz, wird der Spitzenwert im sichtbaren Bereich des FFT-Instruments mithilfe eines Fadenkreuzes visuell markiert (siehe Abb. 421). Das Fadenkreuz springt dabei automatisch immer auf den größten Peak, wodurch dieser leicht erkennbar ist.

Abb. 421 Peak folgen¶

Erweiterte Linienauflösung (Aktivieren von Zero-Padding)¶

Wenn die erweiterte Linienauflösung ausgewählt wurde wird Zero-Padding aktiviert. Der folgende Abschnitt erklärt die Idee von Zero-Padding und die Eigenschaften.

Theorie von Zero-Padding¶

Wenn Zero-Padding nicht angewendet wird, hängt die Linienauflösung und somit die Genauigkeit der FFT von der Länge des transformierten Signals und von der Samplerate ab:

${\text{Linienauflösung}} = \ \frac{\text{Samplerate}}{\text{Fensterbreite}}\ \lbrack Hz\rbrack$

Hier ist die Datengröße gleich der Anzahl an Frequenzlinien. Somit kann eine höhere Linienauflösung durch Verringern der Samplerate oder Vergrößern der Fensterbreite erreicht werden. Normalerweise kann die Samplerate wegen der Bandbreite nicht reduziert werden und die Vergrößerung der Fensterbreite kann Probleme in Echtzeit-Applikationen verursachen, da die Verzögerung, bis die FFT angezeigt wird, auch mit zunehmender Fensterbreite steigt. Zusätzlich ist eine Vergrößerung der Fensterbreite bei kurzen Signalen einfach nicht möglich.

Zero-Padding fügt Nullen am Ende des Signalabschnitts, welcher transformiert wird, hinzu und erweitert die Fensterbreite künstlich. Beachten Sie, dass die Fensterbreite nun nicht mehr gleich der Anzahl von Frequenzlinien ist. Das folgende Beispiel erklärt dies: ein 64-Sample Signal im Zeitbereich soll einer FFT mit 256 Frequenzlinien angepasst werden. Somit werden 192 Nullen am Ende des 64-Sample Signals im Zeitbereich hinzugefügt. Die Linienauflösung kann nach folgender Formel berechnet werden:

${\text{Linienauflösung}} = \ \frac{\text{Samplerate}}{Fensterbreite + Anzahl\ von\ Nullen} = \frac{\text{Samplerate}}{\text{Anzahl\ von\ Frequenzlinien}}\ \lbrack Hz\rbrack$

In OXYGEN kann die Anzahl von Nullen durch Variieren der Fensterbreite oder der Linienauflösung in den Instrumenteneigenschaften der Frequenzanalyse (siehe Instrumenteneigenschaften für Zeitkanäle) manipuliert werden.

In OXYGEN kann die Linienauflösung von $\frac{\text{Samplerate}}{2^{20}}$ bis $\frac{\text{Samplerate}}{\text{Fensterbreite}}$ ausgewählt werden, wenn Zero-Padding ausgewählt wird. Wenn eine geringere Liniendichte gewünscht ist, ist Zero-Padding nicht notwendig und kann deaktiviert werden.

In der Signaltheorie sind die zwei gebräuchlichsten Applikationen von Zero-Padding die bereits erwähnten der vergrößerten Liniendichte im Frequenzbereich und die Signalerweiterung zu einer Länge von 2ⁿ Samples, da Signale im Zeitbereich mit dieser Länge eine schnellere FFT-Berechnung erlauben.

Auch wenn Zero-Padding die Liniendichte im Frequenzbereich erhöht, wird die FFT dadurch nicht genauer, wenn Zero-Padding verwendet wird. Zero-Padding ist nur eine Art der Interpolation und erhöht nicht die Auflösung. Die Charakteristika sind in Zero-Padding – Ein praktisches Beispiel dargestellt. Um die Auflösung zu erhöhen, ist ein längeres Signal im Zeitbereich notwendig.

Bemerkung

Zero-Padding wird nach der Multiplikation des Signals mit der Fensterfunktion angewendet.

Zero-Padding – Ein praktisches Beispiel¶

In diesem Kapitel wird Zero-Padding anhand eines praktischen Beispiels erklärt. Folgendes Signal wird hierzu verwendet:

Abb. 422 Signal 1 im Zeitbereich, 2 s (41 Samples)¶

$x(t) = \ 2.5*sin(2*\pi*1*t)$

Das Signal hat eine Länge von 2 Sekunden und wird mit einer Frequenz von 20 Hz abgetastet. Somit besteht das Signal aus 41 Samples. Die Transformation in den Frequenzbereich führt zu folgendem Spektrum:

Abb. 423 Signal 1 im Frequenzbereich, kein Zero-Padding¶

Das Spektrum besteht aus 41 Frequenzlinien und die Peaks bei 1 Hz und 19 Hz sind klar sichtbar. Nun wird das Signal von 41 auf 64 Samples erweitert, wobei 23 Samples am Ende des Signals hinzugefügt werden:

Abb. 424 Signal 1 im Zeitbereich, Zero-Padding auf 64 Samples¶

Die Transformation in den Frequenzbereich führt zu folgendem Spektrum:

Abb. 425 Signal 1 im Frequenzbereich, Zero-Padding auf 64 Samples¶

Nun besteht das Spektrum aus 64 Samples und nicht 41 Samples. Die zusätzlichen Frequenzlinien sind eine Art der Interpolation aber führen nicht zu einem schärferen Spektrum.

Dasselbe ist sichtbar, wenn das Originalsignal von 41 auf 128 Samples erweitert wird, indem 87 Samples am Ende des Signals hinzugefügt werden:

Abb. 426 Signal 1 im Zeitbereich, Zero-Padding auf 64 Samples¶

Die Transformation in den Frequenzbereich führt zu folgendem Spektrum mit 128 Frequenzlinien:

Abb. 427 Signal 1 im Frequenzbereich, Zero-Padding auf 128 Samples¶

Um dies nochmal zu betonen, die zusätzlichen Frequenzlinien sind eine Art der Interpolation aber führen nicht zu einem schärferen Spektrum.

Um die Genauigkeit der FFT zu erhöhen, ist ein längeres Signal im Zeitbereich gefordert. Deshalb wird das Originalsignal auf 6.4 Sekunden (128 Samples) erweitert:

Abb. 428 Signal 2 im Zeitbereich, 6,4s (128 Samples)¶

Das resultierende Spektrum besteht jetzt aus 128 Frequenzlinien, und jetzt repräsentieren die zusätzlichen Frequenzlinien auch ein schärferes Spektrum und sind nicht mehr nur eine Interpolation der vorher 41 Frequenzlinien:

Abb. 429 Signal 2 im Frequenzbereich, kein Zero-Padding¶

Normierung von FFT Spektren¶

In diesem Kapitel wird die Notwendigkeit der Normierung während einer FFT Berechnung erklärt. Dazu wird eine 50 Hz Sinuskurve mit einer Amplitude von 2.5 in den Frequenzbereich transformiert. Die Samplerate beträgt 1000 Hz und die Signallänge 10s. Im Zeitbereich schaut das Signal wie folgt aus:

Abb. 430 Signal im Zeitbereich (ersten 250 ms)¶

$x(t) = \ 2.5*sin(2*\pi*50*t)$

Nachdem das Signal in den Frequenzbereich nach folgender Formel transformiert wurde,

$Y_{k} = \sum_{n = 0}^{N - 1}{X_{k}e^{\frac{- i2\pi kn}{N}};\ \ \ \ \ \ k = 0\ldots N - 1}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (N = 10001)$

und der Absolutwert bestimmt wurde, sieht das Spektrum wie folgt aus:

Abb. 431 x(t) im Frequenzbereich¶

Zwei Dinge sind sonderbar:

Da die FFT ein zweiseitiges Spektrum produziert, gibt es eine Frequenzlinie bei 50 Hz und 950 Hz.
Da das Signallevel der zwei Peaks sich bei ~12500 befindet, scheint die Einheit zufällig zu sein.

Um eine verständliche Signaleinheit zu generieren muss die Fouriertransformation des Signals durch die Länge der FFT, hier 10001, geteilt werden.

$Y_{\text{nor}m_{k}} = \frac{Y_{k}}{N};\ \ \ \ \ \ k = 0\ldots N - 1\ \ \ \ \ (N = 10001)$

Abb. 432 x(t) im Frequenzbereich geteilt durch die FFT-Länge¶

Nun ist die Amplitude der beiden Peaks bei ~1.25. Da wir immer noch zwei Peaks, mit einer Summe von ~2.5 haben, ist das Problem der Signaleinheit durch die Division der FFT-Länge gelöst.

Im nächsten Schritt verkürzen wir das Spektrum bei der Nyquist-Frequenz $\left( \frac{f_{s}}{2} \right)$ , welche in unserem Fall 500 Hz beträgt, und multiplizieren das verbleibende Spektrum von 0 bis 500 Hz mit dem Faktor 2, um die Leistung des Signals im Frequenzbereich garantieren zu können. Dies führt zu folgendem Spektrum:

Abb. 433 One-sided spectrum X(f) multiplied by factor 2¶

In diesem ersten Beispiel wurde keine Normierung benötigt, da keine Fensterfunktion verwendet wurde. Keine Fensterfunktion wurde benötigt, da ein endliches und periodisches Signal transformiert wurde. In der Praxis ist dies normalerweise nicht der Fall und ein kontinuierliches Signal wird blockweise transformiert. Da diese Blocklängen endlich sind, tritt der Leck-Effekt auf, wenn die Blocklänge nicht zufällig einem ganzzahligen Vielfachen der Signalperiode entspricht. In diesem Fall wird das Frequenzspektrum zu breit. Dies ist ein natürlicher Effekt einer Eigenschaft der Fourier-Transformation, welche besagt, dass eine Multiplikation im Zeitbereich zu einer Faltung im Frequenzbereich führt. Die Tatsache, dass das Frequenzspektrum zu breit wird, kann durch eine Fensterfunktion optimiert aber nicht komplett vermieden werden. Das führt dazu, dass das Signal am Beginn des Fensters „eingeblendet“ und am Ende des Fensters „ausgeblendet“ wird. Somit entsteht ein künstliches periodisches Signal und ein Fehler in der Signalamplitude. Dieser Fehler in der Signalamplitude wird durch die Normierung korrigiert.

Nehmen wir wiederum ein 50 Hz Sinussignal mit einer Amplitude von 2.5, wie in Abb. 430 dargestellt, und multiplizieren dieses mit einem Hanning-Fenster. Die Formel, um ein Hanning-Fenster zu erstellen kann in Fenstertyp. gefunden werden. Nach der Multiplikation sieht das Signal wie folgt aus:

$x(t)\ :sub:`win` im Zeitbereich; multipliziert mit einem Hanning-Fenster$

Abb. 434 x(t)_win im Zeitbereich; multipliziert mit einem Hanning-Fenster¶

$x(t)_{\text{win}} = \left\lbrack 2.5*sin(2*\pi*50*t) \right\rbrack*\left\lbrack 0.5*\left( 1 - \cos\left( \frac{2*\pi*n}{N - 1} \right) \right) \right\rbrack;\ \ \ \ \ n = 0\ldots N - 1$

Das Signalspektrum sieht nun folgendermaßen aus:

$x(t)\ :sub:`win` in frequency domain$

Abb. 435 x(t)_win in frequency domain¶

Die Signaleinheit scheint wieder zufällig zu sein, somit dividieren wir das Spektrum durch die FFT-Länge (N = 10001).

$Einseitiges Spektrum X(f)\ :sub:`win` mit dem Faktor 2 multipliziert$

Abb. 436 Einseitiges Spektrum X(f)_win mit dem Faktor 2 multipliziert¶

Nachdem wir das Signal bei der Nyquist-Frequenz verkürzen und das verbleibende Spektrum mit dem Faktor 2 multiplizieren, ist die Signalleistung im Zeit- und Frequenzbereich dieselbe.

$Einseitiges Spektrum X(f)\ :sub:`win` mit dem Faktor 2 multipliziert$

Abb. 437 Einseitiges Spektrum X(f)_win mit dem Faktor 2 multipliziert¶

Nun kann erkannt werden, dass der Peak bei 50 Hz nicht wie vorhin 2.5, sondern nur ~1.25 beträgt. Dies passiert durch die Fensterung, kann jedoch durch die Normierung korrigiert werden. Es gibt zwei Möglichkeiten: das Spektrum kann entweder zur originalen Amplitude oder Leistung normiert werden. Um das Spektrum an die originale Amplitude anzupassen, muss Amplitude True im Normierungsabschnitt ausgewählt werden:

${X(f)_{\text{win}}}_{\text{AmpCorr}} = {X(f)}_{\text{win}}*\lbrack\frac{N}{\sum_{k = 1}^{N}W_{k}}\rbrack$

Wobei N die Fensterbreite (und Signallänge) W_k den Wert der Fensterfunktion and der Position k darstellt.

Abb. 438 Amplitude-True-normiertes Spektrum X(f)¶

Der Peak bei 50 Hz beträgt nun wieder 2.5. Jedoch ist die Signalleistung im Frequenzbereich nicht mehr dieselbe wie im Zeitbereich. Wenn dies gewünscht ist, muss Power True ausgewählt werden:

${X(f)_{\text{win}}}_{\text{PowCorr}} = X(f)_{\text{win}}*\sqrt{\frac{N}{\sum_{k = 1}^{N}W_{k}^{2}}}$

Wobei N die Fensterbreite (und Signallänge) W_k den Wert der Fensterfunktion and der Position k darstellt.

Abb. 439 Power-True-normalized spectrum X(f)¶

Nun ist die Signalleistung im Frequenzbereich dieselbe wie im Zeitbereich, jedoch stimmt die Amplitude nicht mehr überein.

Berechnung der Mittelung¶

Dieses Kapitel demonstriert die Berechnung einer Mittelung anhand eines praktischen Beispiels. Die exemplarische Fenstergröße beträgt 1000 Samples. Die folgenden Abbildungen stellen die Zerlegung eines Zeitsignals für die Berechnung einer Mittelung dar:

Abb. 440 Zerlegung des Signals im Zeitbereich für die Mittelung von 4 Spektren und 0 % Überlappung¶

Abb. 441 Zerlegung des Signals im Zeitbereich für die Mittelung von 4 Spektren und 7 5% Überlappung¶

Abb. 442 Zerlegung des Signals im Zeitbereich für die Mittelung von 2 Spektren und 50 % Überlappung¶

Video¶

Abb. 443 Video – Übersicht¶

OXYGEN bietet die Möglichkeit ein Video während einer Messung mit einer Webcam aufzuzeichnen. Folgende Kameras werden unterstützt:

USB webcams
DEWE-CAM-GIGE-120 und DEWE-CAM-GIGE-50-HD
ALVIUM 1800 U-240 und ALVIUM 1800 U-040
ALVIUM G1 und G5

Dies ist z.B. im Automotiv-Bereich ein nützliches Tool, wenn eine Teststrecke während eines Tests gefilmt werden soll. Beachten Sie, dass die Kamerakanäle in einem neuen Setup nicht automatisch aktiviert sind. Das kann jedoch im Kanallisten-Menü im Videokanal-Abschnitt geändert werden, indem Sie den diesen Kanal aktivieren, um Ihre angeschlossene Kamera zu aktivieren. Um die Aufzeichnung ebenfalls zu ermöglichen, stellen Sie sicher, dass der Speicher-Button einen roten Hintergrund hat (siehe Abb. 444).

Abb. 444 Aktivierung der Kamera und Aufzeichnung/Speichern¶

Danach sind die Kameras in der Kanalliste verfügbar und können einem Videoinstrument zugeordnet werden.

Bemerkung

Die Videoaufzeichnung mit einer Webcam oder DEWE-CAM-GigE-120/-50-HD mit einem fixen Bildraten-Modus (frame rate) ist nicht mit anderen Kanälen synchronisiert. Wenn eine synchronisierte Aufzeichnung notwendig ist, unterstütze OXYGEN die synchrone Aufzeichnung mit der DEWE-CAM-GigE-120/-50-HD Kamera.

Für die Treiberinstallation und die benötigen Softwareeinstellungen beachten Sie die Installationsanleitung für die DEWE-CAM-GigE in OXYGEN.

Bemerkung

Wenn eine angeschlossene Kamera nicht in der Kanalliste erscheint, stellen Sie sicher, dass in den Systemeinstellungen unter DAQ Hardware (siehe Abb. 445) KAMERA für Webcams und GIGEKAMERA für GigE-Kameras aktiviert ist.

Abb. 445 Aktivieren der Kamera und GigE-Kamera Serie in den DAQ Hardware Einstellungen¶

Das Videoinstrument hat folgende Instrumenteneigenschaften (siehe Abb. 443):

Videoanzeige
- Wenn Zeit anzeigen ausgewählt ist, wird die aktuelle Messzeit im Videoinstrument angezeigt.
- Drehen des Bildes um 90°, 180° oder 270°]
Stil: die Anzahl an Spalten kann hier definiert werden, wenn mehrere Kanäle ausgewählt wurden. Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).

Bemerkung

Für jede angeschlossene Kamera existiert ein Counterkanal, welcher die Anzahl der empfangenen Bilder seit Aufzeichnungszeit zählt. Der Kanal hat denselben Namen wie die dazugehörige Kamera mit dem Appendix RcvdCNT. Um den Counter zu aktivieren, muss der Kanal aktiviert werden, welcher nicht automatisch aktiviert ist. Der Kanal kann im Videokanalabschnitt in der Kanalliste gefunden werden (siehe Abb. 446).

Abb. 446 Bild-Counterkanal¶

Bemerkung

Bei der Verwendung mehrerer USB-Kameras unter Windows 10® können Probleme auftreten, falls die USB-Kameras am selben USB-Hub angeschlossen sind. Die zweite Kamera (und weitere) kann evlt. nicht angezeigt werden. Wenn mehrere USB-Kameras verwendet werden, sollte nur eine Kamera pro USB-Hub angeschlossen werden.

XY-Anzeige¶

Abb. 447 XY-Anzeige – Übersicht¶

Mit der XY-Anzeige ist es möglich die Abhängigkeit eines Kanals auf der Y-Achse zu einem anderen Kanal auf der X-Achse darzustellen. Eine übliche Applikation im Automotiv-Bereich ist die Analyse der Schallemission (Y-Achse) in Abhängigkeit zur Motorgeschwindigkeit (X-Achse). Folgende Eigenschaften können in den Instrumenteneigenschaften eingestellt werden:

X/Y-Anzeige: hier kann der Kanal, welcher auf der X-Achse dargestellt werden soll, im Dropdown-Menü ausgewählt werden. Der andere Kanal wird auf der Y-Achse dargestellt. Mit den Menüpunkten Zeichne Punkte, Zeichne Linie und die dazugehörige Größenauswahl können die graphischen Einstellungen geändert werden.
Intervall: Das Zeitintervall der dargestellten Daten wird hier und im oberen linken Eck des Instrumentes gezeigt. Um eine neue Anzeige zu erhalten und das derzeit dargestellte Intervall zu löschen, klicken Sie einfach auf den Löschen Button. Wenn die Checkbox Anzeigelimit ausgewählt ist, kann das dargestellte Zeitintervall limitiert werden. Wenn z.B. 1 Sekunde gewählt wird, werden alle Daten, welche älter als 1 Sekunde sind, automatisch gelöscht.
Y-Achse:
- Individuelle Skalierung erstellt eine eigene Y-Achse für jeden Kanal
- Automatische Skalierung zoomt die Y-Achse zum aktuell angezeigten min und max Wert
- Bereich: eine benutzerdefinierter min/max Wert kann der Y-Achse zugeordnet werden
X-Achse:
- Automatische Skalierung zoomt die X-Achse zum aktuell angezeigten min und max Wert
- Bereich: eine benutzerdefinierter min/max Wert kann der X-Achse zugeordnet werden
Stil: Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Kanäle: Alle Kanalpaare auf der X-Achse und der Y-Achse werden aufgelistet. Neue Paare können hinzugefügt werden. Der X-Kanal und der Y-Kanal für jedes zu plottende Paar kann manuell festgelegt werden.]
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar)

Bemerkung

Zusätzliche Funktionen für die Y-Achsenskalierung (siehe Schnellauswahl der Y-Achsenskalierung) und Zoomen (siehe Zoom-Feature) werden auch für dieses Instrument unterstützt.
Im PLAY und LIVE Modus (mit eingefrorenem Bildschirm) kann durch die Messdaten gescrollt werden, indem der orange Cursor in der Übersichtsleiste (siehe Abb. 448) oder in einem Rekorder verschoben wird. Die Intervalleinstellungen werden auch hier respektiert.
Bis zu 10 Kanalpaare (X-Kanal und Y-Kanal) können in einem Instrument angezeigt werden.

Abb. 448 XY-Anzeige – Daten scrollen¶

GPS-Anzeige¶

Abb. 449 GPS plot instrument – overview¶

Mit der GPS-Anzeige wird ein GPS-Kanal erstellt mit Längengrad (Latitude), Breitengrad (Longitude) und Kurs (Heading), wobei dies durch ein TRION-TIMING oder TRION-VGPS-20/-100 Modul (siehe GPS-Kanäle) empfangen wird. Längengrad, Breitengrad und Kurs werden automatisch an die LAT, LON und HEAD Parameter des Instrumentes angepasst bezüglich dem Kanalmodus. Somit können die Kanäle individuell benannt werden.

Statt den rohen Hardwarekanälen Längengrad (Latitude), Breitengrad (Longitude) und Kurs (Heading) können auch mathematische Kanäle der GPS-Anzeige zugewiesen werden (z.B. Statistik-Kanäle von Längengrad (Latitude), Breitengrad (Longitude) und Kurs (Heading)). Wenn mathematische Kanäle der GPS-Anzeige zugewiesen werden sollen, muss der Längengradkanal als erstes, der Breitengradkanal als zweites und der Kurs als drittes zugewiesen werden. In diesem Fall ist eine automatische Zuweisung nicht möglich, da die Kanalmodus-Informationen fehlen.

Die Zuweisung der individuellen Kanäle LAT, LON und HEAD Parameter kann im oberen linken Eck des Instrumentes gesehen werden.

Die dargestellte Karte ist eine online Karte von OpenStreetMap^©. Wenn der PC keine Internetverbindung hat, wird die Karte angezeigt, sofern diese im Cache gespeichert ist. Wenn der Zwischenspeicher leer ist, wird keine Karte ohne Internetverbindung angezeigt.

Folgenden Instrumenteneigenschaften sind verfügbar:

Zoom-Modus:
- Manuell: mit dem Mausrad kann gezoomt und mit der linken Maustaste die Karte bewegt werden.
- Anpassen: die gesamte Spur des Objekts ist im Instrument sichtbar. Zoomen und Bewegen ist nicht verfügbar.
- Mitte: die aktuelle Position des verfolgten Objekts wird immer in der Mitte angezeigt. Zoomen und Bewegen mit der linken Maustaste ist möglich, aber die aktuelle Position wird wieder in die Mitte gelegt, sobald die Position aktualisiert wird.
- Rotieren: die aktuelle Position des verfolgten Objekts wird immer in der Mitte angezeigt und der Kurs zeigt immer nach oben. Zoomen und Bewegen mit der linken Maustaste ist möglich, aber die aktuelle Position wird wieder in die Mitte gelegt, sobald die Position aktualisiert wird.
Karte anzeigen: es kann gewählt werden, ob die Karte angezeigt wird oder nicht
Strecke: die vergangene Strecke wird durch Klicken auf den Löschen Button gelöscht. Die Darstellung der vergangenen Strecke kann durch ein Anzeigelimit limitiert werden.
Stil: Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).
Hintergrundbild: für offline Anwendungen kann ein Bild geladen werden, um die Karte zu ersetzen. Ein Bild kann mit dem Bild importieren Button ausgewählt werden. Nachdem das gewünschte Bild ausgewählt wurde, öffnet sich ein Positionierungs-Dialog:

Abb. 450 Bildpositionierungs-Dialog¶

Zwei GPS-Koordinaten des geladenen Bildes müssen bekannt sein, um dieses richtig positionieren zu können. In Abb. 450 werden die zwei Punkte und deren Koordinaten mit rot und blau markiert. Die Positionierung erfolgt nach folgenden Schritten:

Zwei rote Cursors werden im Dialog generiert. In A:numref:image_positioning können diese im oberen Bereich des Bildes gesehen werden. Diese zwei Cursors müssen auf die bekannten Koordinaten positioniert werden.
Die Koordinaten der bekannten Punkte müssen eingegeben werden.
Längengrad (Longitude) und Breitengrad (Latitude) der bekannten Koordinaten müssen für den Kartenpunkt 1 für den ersten roten Cursor eingegeben werden. In A:numref:image_positioning sind dies die blau markierten GPS Koordinaten.
Längengrad (Longitude) und Breitengrad (Latitude) der bekannten Koordinaten müssen für den Kartenpunkt 2 für den zweiten roten Cursor eingegeben werden. In A:numref:image_positioning sind dies die rot markierten GPS Koordinaten.
Alternativ können die Bildpixel entsprechend Kartenpunkt 1 und Kartenpunkt 2 in den X- und Y-Spalten eingetragen werden.
Nachdem die Positionierung abgeschlossen ist, klicken Sie auf Übernehmen und das Bild wird richtig positioniert (siehe Abb. 451):

Abb. 451 Positioniertes Bild¶
Die Positionierung kann durch Klicken auf Bildpositionierung geändert und durch Klicken auf den X Button gelöscht werden (siehe Abb. 452):

Abb. 452 Bearbeitung des geladenen Bildes¶

GPS-Qualität¶

Abb. 453 GPS-Qualität – Übersicht¶

Das GPS-Qualitäts-Instrument zeigt die Anzahl der gesehenen und benutzten Satelliten der GPS-Daten, welche von einem TRION-TIMING oder TRION-VGPS-20/-100 Modul (siehe GPS-Kanäle) und weitere Metadaten empfangen wird. Die genutzten Satelliten sind somit die Satelliten mit dem besten SNR. Der NMEA Datenkanal kann dem GPS-Qualitäts-Instrument zugewiesen werden. Standardmäßig wird dieser Kanal GPS 1/1 benannt und kann am Anfang der GPS-Kanalliste gefunden werden:

Abb. 454 GPS NMEA Datenkanal¶

Neben der Satellitendarstellung werden die folgenden Metadaten, welche im NMEA-String enthalten sind, im Instrument angezeigt:

Breitengrad (Latitude)
Längengrad (Longitude)
Höhe (Altitude)
Geschwindigkeit (Velocity)
Kurs (Heading)
genutzte Satelliten (Satellites used)
gesehene Satelliten (Satellites in view)
Qualität (Quality)
Abweichung (Dilution)

Die folgende Abb. 455 erklärt die Bedeutung der drei schwarzen Kreise mit demselben Mittelpunkt in der Satellitendarstellung:

Abb. 455 Explanation of the satellites plot¶

Das Abwählen der Instrumenteneigenschaft Erweiterte Sicht reduziert den Inhalt des GPS-Instruments auf die Satellitenanzeige:

Abb. 456 GPS-Qualitäts-Instrument – Erweiterte Sicht ausgewählt¶

Abb. 457 GPS-Qualitäts-Instrument – Erweiterte Sicht abgewählt¶

Spectrogram¶

Abb. 458 Spektrogramm – Übersicht¶

Das Spektrogramm kann für die Darstellung eines zeitabhängigen Signaltrends einer FFT-Amplitude oder eines Phasenkanals verwendet werden, welcher mit der FFT-Mathematik erstellt wurde (für weitere Details, siehe FFT-Kanäle).

Die vergangene Zeit wird auf der X-Achse dargestellt, die Frequenz auf der Y-Achse und die Amplitude des Signals wird farbcodiert auf der Z-Achse dargestellt (linkes Instrument in Abb. 458).

Bemerkung

Nur eine FFT-Amplitude oder Phasenkanal kann einem einzigen Spektrogramm zugeordnet werden.

Das Spektrogramm hat folgende Instrumenteneigenschaften:

Zeitachse – Orientierung: horizontale Orientierung ordnet die Zeitachse der X-Achse des Instruments zu (siehe linkes Instrument in Abb. 458) und vertikale Orientierung ordnet die Zeitachse der Y-Achse zu (siehe rechtes Instrument in Abb. 458).
Zeitachse – Format: diese Eigenschaft ändert das Format der X-Achse. Es kann zwischen Auto, Absolute Zeit und Relative Zeit ausgewählt werden.
- Auto: im Sync-Modus ist das Auto-Zeitformat die absolute Zeit, andernfalls das Auto-Zeitformat die relative Zeit.
- Absolute Zeit: die Einheit der X-Achse ist die aktuelle Zeit des Tages, welche in den Betriebseinstellungen eingestellt wurde
- Relative Zeit: die Einheit der X-Achse ist die relative Zeit, beginnend mit 0:00 für jede neue Messung
Zeitachse – Dauer: wählen Sie das Zeitintervall, welches auf der Zeitachse dargestellt werden soll. Der Löschen Button löscht die aktuell dargestellten Daten des Instruments.
Frequenzachse: wählen Sie die obere und untere Frequenz der dargestellten Daten.
Gradient: wählen Sie das Farbschema. Die Farbintensität kann entweder durch Eingeben des Wertes in diesem Menü geändert werden, oder durch Auf- und Abbewegen des Farbbalkens im Instrument indem Sie die linke Maustaste gedrückt halten.
Stil: Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
Ebene: bewegt das Instrument in den Vorder- oder Hintergrund (nur im Design Modus anwendbar).

Power-Gruppe¶

Abb. 459 Power-Gruppe – Übersicht¶

OXYGEN Power ist das aktuelle Power Analyzer Software-Add-on für die DEWETRON OXYGEN Measurement Software. Für eine detaillierte Erklärung der Funktionalität und Verwendung des Power Moduls, siehe das Handbuch DEWETRON_OXYGEN_Power_Technical_Reference_Rx.x.

Heatmap¶

Abb. 460 Heatmap - Übersicht¶

Die Heatmap kann dazu verwendet werden, die Frequenz- oder Ordnungsmatrix einer Ordnungsanalyse darzustellen oder die resultierende Matrix eines Matrix Sampler Kanals, z.B. eine Efficiency Map.

Das Heatmap Instrument hat die folgenden Eigenschaften:

Orientierung: horizontale Orientierung ordnet die Zeitachse der X-Achse des Instruments zu und vertikale Orientierung ordnet die Zeitachse der Y-Achse zu.
Min/Max: der minimale und maximale Wert zur Anzeige kann hier definiert werden
Gradient: wählen Sie das Farbschema. Die Farbintensität kann entweder durch Eingeben des Wertes in diesem Menü geändert werden, oder durch Auf- und Ab-bewegen des Farbbalkens im Instrument, indem Sie die linke Maustaste gedrückt halten.
Stil: Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.
- Wählen Sie verschiedene Level, um eine definierte Abstufung mit schwarzem Rand zu erhalten. Die linke Matrix in Abb. 460 zeigt keine Abstufung und die rechte Matrix hat eine 10-stufige Abstufung.
- Wählen Sie ein Minimum und Maximum für das Farbschema aus.
- Für eine logarithmische Darstellung wählen Sie die Checkbox aus.
Abb. 461 Intensity-Diagramm eines Matrix Samplers ohne (links) und mit Bereichsabgrenzung (rechts, 10 Level)¶

Array Chart¶

Abb. 462 Array Chart Instrument – Overview¶

Die Array Chart kann für die Visualisierung einer CPB (Constant Percentage Bandwidth) Berechnung genutzt werden (Details sind in CPB Analyse zu finden).

Bemerkung

Es können maximal zwei CPB-Kanäle gleichzeitig in einem Instrument angezeigt werden.

Die Array Chart hat folgende Instrumenteneigenschaften:

Total Computation: Auf der rechten Seite kann ein Total-Balken (siehe Abb. 463) dargestellt werden, der den folgenden Wert darstellt:
- None: Kein Wert wird angezeigt
- Minimum: Das Minimum des CPB Spektrum wird angezeigt
- Maximum: Das Maximum des CPB Spektrum wird angezeigt
- Energetic Sum: Die energetische Summe des gesamten CPB Spektrums wird angezeigt.
Wenn ein Amplitudenspektrum angezeigt wird, ist die Berechnung die Folgende:

$\text{Energetic}\ \text{Sum} = \ \sqrt{\sum_{i = 1}^{n}x_{i}^{2}}$

n … Anzahl der CPB bins

x_i … CPB bin mit Index i
Wenn ein Dezibelspektrum angezeigt wird, ist die Berechnung die Folgende:

$\text{Energetic}\ \text{Sum} = \ 10*log\sqrt{\sum_{i = 1}^{n}{{(10}^{\frac{x_{i}}{10}})²}}$

n … Anzahl der CPB bins

xi … CPB bin mit Index i

Abb. 463 Array Chart mit Total-Spalte¶

Value Axis: Minimum und Maximum der Y-Achse können definiert werden. Es ist möglich, für die Y-Achse eine logarithmische Skalierung zu wählen.
Stil: Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden. Beim Anzeigemodus kann zwischen Balken oder Linien gewählt werden (siehe Abb. 464).

Abb. 464 Array chart instrument - Balken, Linien und interpolierte Linie¶

Output Channel¶

Abb. 465 Output Channel Instrument – Übersicht¶

Das Output Channel-Instrument kann zur Einstellung der AOUT-Kanäle (Analoge Ausgabekanäle) im Messbildschirm verwendet werden. Kanäle, die als Konstantwert-Ausgabe oder Funktionsgenerator eingestellt sind, können hier angezeigt und verändert werden.

Bis zu 8 Kanäle können einem Output Channel Instrument zugewiesen werden. Die Funktionen des Output Channel-Instruments stehen im LIVE- und REC-Mode zur Verfügung.

Audio Player¶

Abb. 466 Audio Player Instrument – Übersicht¶

Der Audio Player kann zur Wiedergabe von OXYGEN-Kanälen über die Standard-Soundkarte des Computers verwendet werden.

Der Audio Player bietet die Möglichkeit, einzelne Wiedergabekanäle stummzuschalten (Output enabled), die Lautstärke (Volume) der Wiederkanäle zu regeln und die Links-Rechts-Balance anzupassen (siehe Abb. 466).

Einem Audioplayer können maximal zwei Kanäle zugewiesen werden. Es können lediglich synchrone Kanäle (z.B. Analogeingänge oder Formeln) wiedergegeben werden.

Die empfohlene Abtastrate der Wiedergabekanäle liegt im Bereich von 1 kHz bis 200 kHz.

Stil: Es kann ein transparenter oder nicht transparenter Hintergrund gewählt werden.

Die Replay-Funktion steht im LIVE-, REC- und PLAY-Mode zur Verfügung. Im LIVE und REC-Mode werden immer die aktuellen Daten wiedergegeben. Im PLAY Mode ist die Wiedergabe an den orangen Cursor gebunden (siehe Abb. 467).

Abb. 467 Oranger Cursor in der Overview Bar und im Rekorder¶

Einstellungen mehrerer Geräte gleichzeitig ändern

Abb. 468 Änderungen auf mehrere Spectrum Analyzer-Instrumente anwenden¶

Es ist möglich, die Geräteeigenschaften von mehreren Geräten desselben Typs gleichzeitig zu ändern. Dies ist in Abb. 468 für sechs Spektrumanalysatoren dargestellt. Die Auswahl mehrerer Instrumente ist möglich, indem Sie die STRG-Taste gedrückt halten und nacheinander auf verschiedene Instrumente klicken. Die Kombination STRG+A wählt alle Instrumente eines Messbildschirms aus.

Sättigungsdarstellung¶

Es ist möglich, sich die Sättigungsdarstellung für ausgewählte Kanäle darstellen zu lassen. Damit wird für die im Instrument dargestellten Kanäle die Ausnutzung (Sättigung) des eingestellten Messbereiches anhand des MIN/MAX Wertes seit Beginn der Datenerfassung farblich dargestellt. Die Sättigungsdarstellung ist für folgende Instrumente möglich:

Analoganzeige (siehe Analoganzeige)
Digitalanzeige (siehe Digitalanzeige)
Balkenanzeige (siehe Balkenanzeige)
Indikator (siehe Indikator)

Standardmäßig sind die Grenzwerte folgendermaßen eingestellt:

0 … 79 %: Grün
80 … 98 %: Orange
99 … 100 %: Rot

Nach dem Hinzufügen einer der zuvor aufgelisteten Instrumente am Messbildschirm, muss als Anzeigewert der Modus „Sat“ (Sättigung) in den Einstellungen des jeweiligen Instrumentes ausgewählt werden. (siehe ② Abb. 469). Mit Betätigen des Knopfes „Reset“ kann das ausgewählte Instrument zurückgesetzt werden, mit „Reset all“ werden automatisch alle Sättigungsdarstellungen zurückgesetzt (Auch für andere als das ausgewählte Instrument). Nach der Auswahl des Anzeigewertes „Sat“, können die Farben sowie die Grenzwerte für die Darstellung bei Bedarf geändert werden (siehe ① in Abb. 469).

Abb. 469 Sättigungsdarstellung von Kanälen¶

Aussteuerungsanzeige¶

Abb. 470 Aussteuerungsanzeige Überblick¶

Es ist möglich, die Sättigung aller verfügbaren analogen Eingangssignale mit nur einem Instrument, der Aussteuerungsanzeige, zu visualisieren. Mit diesem Instrument ist es einfach zu erkennen, ob ein analoger Eingangskanal nicht aktiv oder überlastet ist.

Abb. 471 zeigt, wie die Sättigung eines Kanals im Gerät visualisiert wird. Die minimale und maximale Sättigung des Kanals wird hellgrau angezeigt, der aktuelle Messwert des Kanals wird dunkelgrau dargestellt. Es ist möglich, unterschiedliche Farben für die Darstellung der Kanäle mit der gleichen Einheit einzustellen (siehe ⑧ in Abb. 472).

Abb. 471 Anzeige der Sättigung in der Aussteuerungsanzeige¶

Abb. 472 Aussteuerungsanzeige - Geräteeinstellungen¶

Tab. 47 Aussteuerungsanzeige - Geräteeinstellungen¶
Nr.	Funktion	Beschreibung
1	Aktualisierungsrate	Aktualisierungsrate der Aussteuerungsanzeige. Standardmäßig mit 1 Sekunde definiert und einstellbar in den Trigger Ereignissen unter Statistische Werte und Fensterbreite in Sekunden..
2	Kanäle pro Spalte	Anzahl der Kanäle, die in einer Spalte angezeigt werden sollen. Wenn das Messsystem aus 128 analogen Eingangskanälen besteht und 32 ausgewählt werden, würde dies zu 4 angezeigten Spalten mit jeweils 32 Kanälen führen.
3	Ausrichtung	Umschalten zwischen horizontaler und vertikaler Ausrichtung der angezeigten Kanäle.
4	Labels anzeigen	Aktivieren oder deaktivieren Sie die Anzeige der Kanalnamen innerhalb der Aussteuerungsanzeige. Dies ist nur in der horizontalen Ausrichtung verfügbar.
5	Anzeigemodus	Min - Max: Die Sättigung wird zwischen -100 % und +100 % angezeigt. Null - Max: Die Sättigung wird zwischen 0 % und 100 % angezeigt.
6	Zugewiesene Kanäle löschen	Setzt die ausgewählten Kanäle innerhalb der Aussteuerungsanzeige zurück.
7	Alle Kanäle zurücksetzen	Setzt alle Kanäle des ausgewählten Instrumentes zurück.
8	Einheitenfarbe	Es ist möglich, einer bestimmten Einheit eine Farbe zuzuordnen. Mit den Einstellungen in Abb. 472 werden alle Kanäle mit der Einheit [V] in violett und alle Kanäle mit der Einheit [mA] in rot angezeigt.
9	Stil	Transparenten Hintergrund mit Checkbox ein- oder ausschalten.