g第10篇 数据域测量.ppt

第10章 数据域测量 10.1 数据域测量的基本概念 10.2 数据域测量技术 10.3 逻辑分析仪 习 题 十 10.1 数据域测量的基本概念 一、数据域测量的特点 数据域测量面向的对象是数字逻辑电路，这类电路的特点是以二进制数字的方式来表示信息。由于晶体管“导通”和“截止”可以分别输出高电平或低电平，分别规定它们表示不同的“1和“0”数字，由多位0、1数字的不同组合表示具有一定意义的信息。在每一特定时刻，多位0、正数字的组合称为一个数据字，数据字随时间的变化按一定的时序关系形成了数字系统的数据流。 二、数字信号的特点 1．数字信号一般为多路 一个字符、一个数据、一组信息及一条指令由按一定编码规则的多位(bit)数据组成。因此，同时传递数字信息要有多根导线，这就形成了总线，多个器件都同样地“挂”在总线上，依靠一定的时序节拍脉冲同步其工作情况。 2．数字信号按时序传递 数字设备具有一定的逻辑功能，为使它正常运行，要求各个部分按照预先规定的逻辑程序进行工作。各信号之间有预定的时序关系，例如，程序的执行，必须在规定的控制信号作用下，首先取出指令代码，进行译码，发出完成该指令的控制信号，这些逻辑关系是在控制器的作用下完成的，系统中的信号是有序的信息流，它们之间有严格的时序关系，因此数字电路的测试最重要的是检查数字脉冲的先后次序和波形的时序关系是否符合设计要求. 3．数字信号的传递方式 数字信号的传递方式可以有串行和并行两种，如图10.l—1所示，输入信号是4位并行传递方式，输出信号是串行传递方式。并行传递方式是以硬设备换取速度，串行传递方式实质上是以时间换取硬设备。在远距离数据传输中，一般采用串行传递方式。 4．数字信号的非周期性 数字设备的工作是时序的，在执行一个程序时，许多信号只出现一次，或者仅在关键的时候出现一次(例如中断事件)；某些信号可能重复出现，但并非时域上的周期信号，例 如子程序例程的调用。因此，利用诸如示波器一类测量仪器，难以观测，也更难以发现故障. 5. 数字信号频率范围宽 数字系统中，中央处理机具有ps(10-12s)量级的时间分辨力，而低速的外部设备如电传机的输入键的选通脉冲却以ms(10-3 s)计量，可见数字信号的频率范围很宽. 6．数字信号为脉冲信号 数字信号是脉冲信号，各通道信号的前沿很陡，其频谱分量十分丰富，因此，数据域测量必须注意选择开关器件，并注意信号在电路中的建立和保持时间。 在拟定数据域测试方案或设计、制造数据域测试仪器时，都应考虑上述数字信号的特征。 10.2 数据域测量技术 一、简单逻辑电路的简易测试 数字逻辑电路是以处理“0”、“1”组成的数字信号为目的的电路，它们由与门、或门、非门和各类触发器组成，因此，确认电路电平的高低是否符合逻辑值的规定，逻辑关系是否正确，当输入变化时，电路翻转是否正确，都是研究数字电路的基本任务。通常正逻辑规定，“尸相当于高电平，“0”相当于低电平，负逻辑时则相反。 对于较简单的数字电路，如：分立元件。中小规模集成电路、简单的数字设备或复杂数字设备的部件，可以利用示波器。逻辑探头(也称逻辑笔)、逻辑比较器和逻辑脉冲发生器等简单而廉价的数据域测量仪器来进行测试。被测电平的高低，真值的“尸、“0”，脉冲的有无等，可以利用小灯泡或发光二极管(1ED)的亮暗以及小喇叭发声强弱等来检测o 1. 基本逻辑部件的测试 对基本逻辑部件的测试可用图土0．2—土的电路来进行，其中(a)、(b)、(c)分别为测试与门、或门和非门的电路。各门的输入端由开关K1进行控制。接通K1，表示接低电平，输入“0”信号，不接通Kl，表示输，入端接高电平，输入“1”信号。当门输出为低电平时，发光二极管导通发亮，当门输出为高电平时，发光二极管截止不发亮。 输入信号与发光二极管(LED)亮暗的真值表如图10.2—2所示，门电路输出的K2开关是控制输出电平经过一个倒相器(非门)的情况。如果发光二极管的亮灭情况与表中不同，则认为电路功能有错。 2．逻辑笔的应用 简单的逻辑电路还可