Anleitung zum Messprogramm IRS 'Infrarot-Spektrometer Perkin-Elmar IRS 283' =========================================================================== Ausdrucken dieser Anleitung auf der VAX mit $PRINT EX_HELP:IRSHLP.TXT, wenn Sie auf Ihrem Experiment-Account eingelogged sind. Die Hard- und Software Voraussetzungen sind: PDP11/23+ mit 512kB DRQ11-CA DMA Interface DRQ11-Routing-Einheit VT240 Terminal RSX11S PDP11 Betriebssystem VAX als DECNET-host-Rechner Ferner werden folgende Programme benoetigt: IRSE Ein/Ausgabe der experimentbeschreibenden Parameter (erweiterter Header) SHOSPE Wenn eine graphische Darstellung der Spektren auf dem Bildschirm gewuenscht wird. Die Erfassung der Messdaten erfolgt ueber zwei Interfaces im DRQ11-Routing: eines fuer die Eingabe der aktuellen Kanalnummer im Spektrum und ein ADC zur Digitalisierung des IR-Signals. Ferner sind eine Steuerung- und eine Verstaerkerkarte im DRQ11-Routing untergebracht. Das Messprogramm erwartet folgende Anordnung der Interface-Karten im Routing (von links, Steuerung und Verstaerker koennen an beliebiger Position stecken): Steuerung (Ablaufsteuerung) IFS Karte (Modus: RUN, FREI) UHR/ZLR-Karte (Modus: EXT) IFS Karte (Modus: RUN, FREI) ADC-Karte (Modus: U, 10) Verstaerker (Verstaerkung des IRS Signals) Das IR-Spektrometer steuert die Datenerfassung durch einen Sample-Takt (Puls Sig.) und ein Signal, das anzeigt ob das Spektrometer sich im Vor- oder Ruecklauf befindet. Beide Signale werden auf der Steuerungskarte zu- naechst durch einen Tiefpassfilter und der Takt zusaetzlich durch einen Monoflop entstoert. Der Sample-Takt wird anschliessend mit einem durch Schalter einstellbaren Verhaeltnis (2,5,10,25) untersetzt, und daraus ein Takt zum Auslesen der UHR/ZLR-Karte, sowie zum Anstossen des ADC erzeugt. Ueber einen weiteren Takt (Uhr) wird zum Schluss der Zaehler hochgezaehlt. Aus dem Ruecklaufsignal des Spektrometers wird ferner ein Resetsignal er- zeugt, das die UHR/ZLR-Karte sowie den Untersetzer auf der Steuerungskarte loescht. Die UHR/ZLR-Karte wird als Zaehler betrieben, d.h. der Schalter Int/Ext muss auf Ext stehen damit der Zaehlertakt extern zugefuehrt werden kann. Der Zaehler wird zu Beginn des Spektrums geloescht und dann mit jedem Sample- Takt um eins hochgezaehlt, er gibt also stets den aktuellen Kanal des Spektrums an. Er dient der Sicherung der Datenuebertragung. Die ADC-Karte digitalisiert, gesteuert durch den Sample-Takt, das zugefuehrte Analogsignal. Sie ist im Modus unipolar (Schalter Bi/U auf U) und im 10 Volt- bereich (Schalter 10/20 auf 10) zu betreiben. Mit dem Verstaerker wird das vom IR-Spektrometer gelieferte Analogsignal (1V) an den ADC angepasst. Ueber je ein Poti koennen Verstaerkung (Verst) und Nullpunkt (Offset) eingestellt werden. Es sind die Anschluesse EIN1 und AUS1 zu verwenden. Die maximale Datenrate ist begrenzt auf 1kHz, d.h. die Sample-Rate ist auf 500Hz begrenzt. DRQ11-Routing |===============| |Verstaerker | | EIN1|<----------Analogsignal (IR-Spektrometer) | AUS1|--. |===============| | |ADC | | |(U, 10) Analog|<-' | Sample|<-. |---------------| | |IFS | | | (RUN,FREI) | | |===============| | |UHR-ZLR | | | (EXT) UHR|<-+ | TAKT|<-|-. | RESET|<-|-|-. |---------------| | | | |IFS | | | | | (RUN,FREI) | | | | |===============| | | | |Steuerung | | | | | UHR|--' | | | TAKT|----' | | RESET|------' | Puls Dir.|<-----------Richtungssignal (IR-Spektrometer) | Puls Sig.|<-----------Sample-Takt (IR-Spektrometer) |===============| Die Spektren entsprechen dem Strahlenzentrumsstandard und koennen deshalb mit einer Anzahl vorhandener Programme weiterverarbeitet werden. Das Spektrum ist in 512 byte Records segmentiert, mit dem Header im ersten Record. Der Header enthaelt am Anfang einen standardisierten Teil und anschliessend noch eine Reihe weiterer Daten (z.B. Lifetime-, Realtime-Zaehler usw.), zu denen man ueber den Include-File EX_PROG:IRSPRM.FTN Zugang hat. Die Kanaele des Spektrums sind als INTEGER*4 deklariert, d.h. jeder Kanal kann ca. 10**10 Ereignisse aufnehmen. Ein Record enthaelt 128 Kanaele. Der Verschnitt am Ende des Spektrums ist mit Nullen aufgefuellt. Die Spektren werden auf der VAX unter dem zugeordneten Account gespeichert. zB.: Experiment xxxx Account xxxx File Name [dir]spektr.spe oder disk:[dir]spektr.spe Ablage auf EX_DATA:[dir]spektr.spe bzw. disk:[dir]spektr.spe entpricht DATA$xxxx:[dir]spektr.spe Falls die File-Spezifikation keine 'Node::' oder 'Device:' Angabe enthaelt, so wird die Default Device-Angabe 'EX_DATA:' hinzugefuegt (und auch am Bild- schirm angezeigt). 'EX_DATA:' kann durch den Login-File des Experiment- Accounts auf der VAX als "Logical" umdefiniert werden. Der Default fuer 'EX_DATA:' ist in LOGDEF.COM als DATA$xxxx (die Datenplatte) definiert. Das Messprogramm hebt seine aktuellen Parameter in dem File EX_PARAM:IRSPAR.DAT auf, um sie bei einem nachfolgenden Start als Default- Werte anbieten zu koennen. Achtung: Die Logicals EX_DATA, EX_PARAM, EX_PROG und EX_HELP sind nur lokal innerhalb eines Experiment-Accounts gueltig. Man muss sich also auf dem richtigen Account einloggen, um sie verwenden zu koennen, z.B. fuer ein $PRINT EX_HELP:IRSHLP.TXT . Im Gegensatz dazu sind die Logicals EX$xxxx und DATA$xxxx (xxxx steht fuer Experiment xxxx) global bekannt. Die Auswerteprogramme sollten moeglichst nach dem gleichen Default- Mechanismus arbeiten. Bildschirmanzeigen ------------------ In der obersten Zeile wird an erster Stelle der Name des Programmes darge- stellt. An zweiter Stelle folgt die Statusinformation offline/online/test, die anzeigt ob die Messung gestartet ist oder nicht. Dann folgt der Name des Spektrums und am Ende der Zeile eine detaillierte Statusanzeige in hexadezimaler Form von folgender Bedeutung: STATUS of spectrum (hexadecimal) 0001 Spectrum created on disk 0002 Spectrum saved on disk 0004 Spectrum created in memory 0008 Spectrum loaded in memory 0010 Experiment online 0020 Autonomous stop of experiment 0040 Test run 0100 Experiment failure 0200 Wrong typ of spectrum 0400 Error reading header of spectrum 0800 Error reading spectrum file 1000 Header loaded Die zweite Zeile dient der Ausgabe von Fehlermeldungen (blinkend), sowie Informationen ueber die augenblicklichen Aktivitaeten des Programmes. Bedienung des Programmes ------------------------ Das Programm ist weitgehend selbsterklaerend. Die notwendigen Eingaben werden in Dialogform angefordert. Der Dialog ist in einer Hyrarchiestruktur auf- gebaut, wobei mittels Menuelisten von einer Dialogebene in die andere ge- wechselt werden kann. Bei Parametereingaben werden im allgemeinen Vorbeleg- ungswerte in Klammer ausgegeben, die mit der RETURN-Taste uebernommen werden koennen. +++ Einstiegsebene EXIT Verlassen des Programmes. START EXPERIMENT Fuehrt zu einer weiteren Dialogebene, in der eine naehere Spezifikation des Starts erfolgt. SHOW HEADER Zeigt die wichtigsten Daten des Headers, der jedem Spektrum beigefuegt ist: Name des Experimentes. Name des Spektrums. Titelzeile Laenge des Spektrums. Startzeit und -datum. Stopzeit und -datum. Die Zeit in Sekunden, waehrend der das Experiment gestartet war (Realtime). Anzahl der akkumulierten Durchlaeufe (Accumulated scans) Anzahl der auf Grund von Fehlern verworfenen Durchlaeufe (Rejected scans) Anzahl der Faelle, in denen die erwartete Reihenfolge der ankommenden Daten (erst Kanalnummer dann ADC-Datenwort) durchbrochen wurde (Sequence errors). Anzahl der Daten, die durch Hardwarefehler oder -stoerungen ver- stuemmelt uebertragen wurden (Data errors). Anzahl der verarbeiteten Datenpaare (Processed data) Anzahl der Datenpaare, die ausserhalb der Spektrengrenzen lagen und deshalb nicht verarbeitet wurden (Data out of spectrum). Anzahl der Daten, die auf Grund ihrer Datenkennung ausgesondert wurden, weil sie mit dem Experiment in keinem Zusammenhang stehen (Rejected data). Entweder wurde beim Start die Datenkennung falsch angegeben, oder es ist eine zusaetzliche Datenquelle unbeabsichtigt mitgelaufen. Verlorene ADC-Daten (ADC data lost) Doppelte ADC-Daten (Duplicate ADC data) Auflistung der experimentbeschreibenden Parameter. Die Darstellung des Headers kann mit der Leertaste wiederholt und mit der Return-taste beendet werden. Fuer ein nicht existierendes Spektrum (Status new) erfolgt eine gekuerzte Ausgabe. SHOW SPECTRUM Startet die Subtask SHOSPE zur graphischen Darstellung des Spektrums auf dem Bildschirm sowie Peak-Integration. Die Ausgabe erfolgt im Tektronix 4010 Modus. Mit ^H (Taste CTRL und Taste H gleichzeitig) koennen Bedienungs- hinweise fuer SHOSPE abgerufen werden. Die Task SHOSPE muss auf der PDP11 installiert sein. Ferner muss genuegend Platz fuer SHOSPE im Speicher der PDP11 vorhanden sein, sonst erfolgt ein Abbruch mit Fehlermeldung. Da die gemessenen Daten jeweils erst am Ende eines jeden Durchlaufes zu dem Spektrum addiert werden, kann der aktuelle Durchlauf nicht beobachtet werden. SET FILE NAME Eingabe eines Datei- (File) Namens fuer das Spektrum. Dieses kann ein bereits existierendes (Status old) oder ein noch nicht existierendes (Status new) Spektrum sein. Die Angabe muss im VAX File Format erfolgen. Die Eingabe erfolgt getrennt fuer device:[directory] und filename. Die device:[directory] Eingaben werden, falls noetig, ergaenzt: Eingabe Resultat dir EX_DATA:[dir] [dir] EX_DATA:[dir] dev:[dir] dev:[dir] node::[dir] node::[dir] node::dev:[dir] node::dev:[dir] Falls nur die Directory angegeben wird, wird diese ergaenzt durch den logischen Device-Namen 'EX_DATA:' (s.o.). Das Resultat wird in der obersten Bildschirmzeile ausgegeben. DELETE SPECTRUM Ein existierendes Spektrum wird geloescht (im Arbeitsspeicher und auf der VAX), die Daten sind verloren. HELP Kopiert diesen Help-file auf den Bildschirm. +++ Startebene RETURN Rueckkehr zur uebergeordneten Dialogebene. CREATE NEW SPEKTRUM Start der Messung, falls noch kein Spektrum des angegebenen Namens existiert (Status new). Der Spektrenfile wird auf der VAX in dem zugeordneten Account allokiert (s.o.), ist zunaechst jedoch noch leer. Fuer ein bereits existier- endes Spektrum erfolgt eine Fehlermeldung (Status old). CONTINUE OLD SPECTRUM Start der Messung, falls sie mit einem bereits existierenden Spektrum (Status old) fortgesetzt werden soll. Das Spektrum wird von der VAX zur PDP11 geladen, falls es noch nicht da ist. Fuer ein noch nicht existierendes Spektrum erfolgt eine Fehlermeldung (Status new). TEST RUN Start der Messung, falls noch kein Spektrum des angegebenen Namens existiert (Status new), ohne jedoch auf der VAX einen File zu allokieren. Beim Stop der Messung werden die Daten nicht zur VAX gerettet, im Speicher bleiben sie aber erhalten und werden erst bei einem erneuten Start geloescht. Waehrend der Messung koennen die Daten mit 'SAVE SPECTRUM' zur VAX gerettet werden, beim ersten mal jedoch nur mit 'NEW VERSION', da das Spektrum noch nicht existiert. Die Messdaten koennen waehrend des TEST RUNs im Speicher (nicht auf der Platte) geloescht werden mittels einer Funktion im Display-Programm (SHOW SPECTRUM). PRINT DATA Druckt in hexadezimaler Form die Daten, so wie sie vom Experiment uebertragen werden, direkt auf dem Bildschirm aus. Die ersten vier Tetraden stellen die Datenkennung dar und die letzten vier das Datenwort: KKKK DDDD. Diese Funktion dient Diagnosezwecken (zB. Ermittelung der Datenkennung), ein Spektrum wird nicht akkumuliert. In der Datenkennung ist immer das erste bit gesetzt. +++ Start-Parameter Eingabe Die Werte in ( ) sind Vorbelegungen und koennen mit RETURN uebernommen werden. Title Zur Beschreibung der Messung kann eine Titelzeile eingegeben werden. Length Es ist die Laenge N des Spektrums anzugegeben (N < 32768). Number of scans Angabe der gewuenschten Anzahl von akkumulierenden IR-Spektrometer Durch- laeufen. ID of ADC Angabe der Datenkennung der ADC-Karte. Zuletzt werden die experimentbeschreibenden Parameter angefordert. Sie haben keinen Einfluss auf die Datenerfassung. +++ Funktionen bei laufendem Experiment STOP EXPERIMENT Die Messung wird gestoppt und das Spektrum zur VAX uebertragen (nicht im Modus 'TEST RUN'). Sollte hierbei die Fehlermeldung 'VAX not reachable' auftreten, so ist die VAX entweder abgeschaltet oder ueberlastet. Der Stop kann dann beliebig wiederholt werden. SAVE SPECTRUM Waehrend der laufenden Messung kann das Spektrum zur VAX gerettet werden. Dabei ist es moeglich das dort bereits existierende Spektrum zu ueberschreiben (Update) oder unter gleichem Namen eine neue Version anzulegen (New version). Waehrend der Uebertragung des Spektrums zur VAX laeuft die Messung weiter. Da die Uebertragung des Spektrums zur VAX eine gewisse Zeit benoetigt, hat das gerettete Spektrum in seinen verschiedenen Bereichen einen unterschied- lichen zeitlichen Stand. Ferner kann ein periodischer Update gestartet werden, der in Abstaenden von einer Stunde das Spektrum rettet und den Vorgang auf dem Bildschirm proto- kolliert. Die Messung wird dabei nicht angehalten. Waehrend des periodischen Updates ist das Terminal fuer Eingaben gesperrt. Er kann mit ^H (controle H) abgebrochen werden. SHOW HEADER Siehe oben. SHOW SPECTRUM Siehe oben. RUN PROGRAM Diese Funktion dient dazu bei laufender Messung ein weiteres Programm zu starten, zB.: RUN RVT Login zur VAX. Falls die PDP nicht genuegend Speicher zur Verfuegung hat, oder die VAX sich nicht meldet, oder das Programm sich nicht zurueckmeldet oder das Terminal nicht allokiert, erfolgt nach 20s ein Abbruch mit Fehlermeldung und Rueckkehr zum Messprogramm. Nach Verlassen des Programms wird in das Messprogramm zurueckgekehrt. Wurde das Programm (z.B. ANALYS) mit SUSPEND beendet, d.h. es wurde gestoppt, verblieb aber im Speicher, so wird es vom Messprogramm beim naechsten RUN PROGRAM, ohne den Namen anzufordern, mit RESUME wieder aktiviert. Dies geht erheblich schneller als ein neuer Start. Wird das Messprogramm beendet, so wird ein eventuell suspendiertes Subprogramm mit ABORT abgebrochen. Die aktuellen Parameter des Subprogrammes gehen dabei verloren. Am besten einfach alles ausprobieren. Unverstaendliche Zusammen- haenge bitte notieren, ebenso unklare Fehlermeldungen sowie falsche Reaktionen des Programmes. 29.04.1992 K. Huber