电子测量第7节 数据域测量.ppt

第７章　数据域测量 　　　　　　　　　　７.１概述 　逻辑分析仪是一种主要的通用数据域测试仪器，数据域测试仪器的测试对象是对数字系统中数字系统信号的测试． 数字系统信号的主要特征： （１）数字信息几乎都是多位传输的，是按时序传递的，并常伴有竞争和冒险现象发生 （２）数字系统常由硬件和软件构成，其数字信息互相穿插、互相影响、难以区分，许多信息仅发生一次，出现偶然性或单次发生的信息 （３）对造成系统出错的误码常混在一串正确的数据流中，实际上只有在错误已经发生后，才能辨认出来，这样就要求捕捉导致错误结果的那些信息，以便查找出错误的原因 （４）信息速度的变化范围很大 ７.２逻辑分析仪的特点 ７.３逻辑分析仪的分类 １、逻辑状态分析仪 ２、逻辑定时分析仪 ７.４逻辑分析仪的基本工作原理 ７.５逻辑分析仪的主要电路 １.数据获取控制电路 ２.图形显示（map）电路 ３.数据整形和逻辑电平转换电路 ４.并行数据输入电路 ５.限定与触发识别电路 ７.６逻辑分析仪的主要工作方式 １.数据的采集方式 7.7逻辑状态分析仪 (1)平均时钟(CLKAVG) (2)存储器的存取 4.不同触发条件下存储器的写入与读出 5.存储器／数据选择器 6.延迟设定控制电路 * * 数字系统基本的检测要求： （１）跟踪与分析状态数据流，这是对数字系统进行功能分析所必须的基本测量。跟踪状态流需要利用地址总线，最好同时也能观测数据总线，以便分析总线的全面工作情况。需监视的位数多达２０-４０位或更多，并且是同步进行的。由于有的总线是复用的，因此要求测量时有 选择数据的能力。 （２）为监视总线上的数据流，需要设置一个触发字。 （３）对于分析异步总线，需要了解各信号状态序列和每个信号在给定状态的持续时间，以便判断系统是否按正确的时序运行。这就要求能分析信号状态之间的时间关系。 （４）需要捕捉干扰或毛刺。 （１）足够多的输入通道 （２）多种触发方式 （３）具有记忆能力 （４）具有负的延迟能力 （５）具有限定能力 （６）灵活而直观的显示方式 （７）具有驱动时域仪器的能力 （８）可靠的毛刺检测能力 （９）其他特点 ３、数据域与数据域仪器 （１）时域 （２）频域 （３）数据域 高性能逻辑分析仪在功能上有许多特点，其中最为关键的几部分为高速数据的同步采集与可靠存储，高速多通道数据的多功能触发跟踪，以及系统快速后处理功能的实现，例如数据变换、模拟、统计、识别甚至故障提示与查询等。 ２.触发与跟踪方式 （１）基本触发 　　　基本触发包含开始触发和终止触发。 （３）延迟触发 （３）序列触发 ３.数据的存储 　根据所采用的存储器的不同，存储方式可分为两类。 （１）移位寄存器存储 　　　逻辑分析仪采用移位寄存器存储数据。 （２）随机存储器存储 　　　使用随机存储器（RAM）作为逻辑分析仪的存储器，每个存储单元由地址计数器进行选址。目前的逻辑分析仪大都采取这种方法存储数据。 ４.数据显示的区别 　为了便于对数字系统进行分析，逻辑分析仪有多种显示方式，其中状态表和定时图显示分别是状态分析仪和定时分析仪的基本显示方式。 映射图显式可以观察系统运行全貌的动态情况。它用一系列光点表示一个数据流，其主要原理是把逻辑分析仪内存中获取的每一个数据字分成低位和高位两部分，再分别经D/A转换成模拟信号，驱动CRT的x、y偏转板，从而合成显示一个光点。 5.数据的建立和保持时间 数据建立时间（ts ，数据必须比时钟跳变提前建立的时间）和数据保持时间（th，数据必须在时钟跳变后继续保持的时间）是逻辑状态分析仪进行同步检测时所特有的性能指标，它们的意义如图7.6.8所示。 时钟对数据取样的结果可能出现三种情况： （a）取样现态，（b）取样下态，（c）取样不定态。在（b）、（c）两种情况下，将造成取样数据错误或不稳定的读数，td为取样时间. 由于电路元器件的误差，各元器件的传输延迟时间不同，为了可靠地读取数据，必须使通 道的最小延迟时间 大于或等于时钟通道的最大延迟时间， 即 6.最高工作频率 因为定时分析仪的内时钟与输入数据间的时间关系是不确定的，因此数据建立时间和保持时间的概念在定时分析仪中便没有意义，而用最小脉冲宽度（MPW）或最小脉冲持续时间（MPD）来表示能可靠地观测到的最窄脉冲： 式中，k是一个规定的常数，f为时钟频率。 7.影响时间分辨率的因素 7.7.1逻辑状态分析仪的组成与流程图 1.基本工作原理和流程图 7.7.2主要单元电路的工作原理 1.输入电路 首先通过输入电路采集数据并输入到仪器内。逻辑分析仪一般有三种输入电路：数据、时钟、限定输入电路。为了能准确地采集数据，对输入电路提出以下几点要求： (1)输入电路尽量减小对被测电路的影响。 (2)输入电