电子测量技术 教学课件 ppt 作者 孟凤果 主编 第7章_数据域测量技术_

第7章 数据域测量技术,7.1 概述 7.2 逻辑分析仪 7.3 RV02100L逻辑分析仪介绍,7.1 概述,测试模拟电路和系统，传统的模拟测量是行之有效的。然而，它对于复杂的数字系统则未必奏效，甚至会完全无能力。因此，在测试技术中出现了一个新的领域，即所谓数据域测试。 逻辑分析仪是数据域测试的最典型、最有用的测试仪器。,7.1.1 数字系统的特点与数据域测试,1. 数字信号是时序传递的 2. 数字信号是多通道传输的 3. 信息的传递的方式多种多样,与模拟系统及其测试系统相比较，数字 系统及其测试具有如下特点：,4. 数字信号的变化范围很大,5. 数字系统的故障判别与模拟系统不同,数字系统的测试包括静态测试和动态测试。其目的在于两个方面：判别系统中是否存在故障，即故障的诊断；确定故障在系统中的位置，即故障的定位。,7.1.2 数字系统的静态测试,1万用表 它是经常使用的静态测试仪表之一，也可以用来测量微机系统中各种模拟量的大小。,2逻辑笔和逻辑夹 利用它们可以很容易地测试数字电路的状态。,3逻辑脉冲发生器 逻辑脉冲发生器的外形与逻辑笔相似，它能够产生不同宽度、幅度及频率的脉冲信号。,此外，示波器是数字系统调试及维修中最基本的测试仪器。,7.1.3逻辑分析仪的特点,逻辑分析仪，又叫逻辑示波器，是以单通道或多通道实时获取与触发事件相关的逻辑信号，并显示触发事件前后所获取的信号，供软件及硬件分析的一种仪器。,目前，逻辑分析仪都具备下面两种方式显示所捕获的信号：,第一种是将捕获的信号，以二进制（或十六制、ASCll码等）的状态显示在CRT上，供操作人员观察分析。具备此种功能的叫做逻辑状态分析仪（LSA），侧重于软件分析。,第二种是将捕获的信号以时间波形的形式显示在CRT上，操作人员可以观察和分析这些时间波形的相互关系。具备此种功能的叫做逻辑定时分析仪（LTA），主要用于硬件分析。,与示波器相比较，逻辑分析仪主要有如下特点：,（1）检测方法和范围 利用时钟脉冲进行采样；显示范围等于时钟脉冲周期乘存储容量；可以显示触发前后的逻辑状态。,（2）输入通道 容易实现多通道（8、16个或更多）。,（3）触发方式 数字方式触发；根据多通道逻辑组合进行触发，容易实现与系统动作同步触发；可以用随机的窄脉冲进行触发；可以进行多级按顺序触发。,（4）显示方法 数据存入存储器后，低速读出进行显示；把输入信号变换成逻辑电平后加以显示；能用与被分析系统同样的方法处理和显示数据。,(5）比较功能 逻辑分析仪一般有两套存储器：参考存储器和跟踪存储器。前者用于存放系统正常工作的数据；后者用于存放系统实际工作时的跟踪测试所得的数据。在测试的过程中，两套存储器的内容可以根据设置的条件进行比较，可以方便地找出系统故障的原因和位置。,7.2 逻辑分析仪,7.2.1 逻辑分析仪的工作原理,1逻辑分析仪的组成,逻辑分析仪主要由数据捕获和数据显示两部分组成。,图71 逻辑分析仪的基本结构方框图,2逻辑分析仪的数据捕获,数据捕获部分的作用是在测试的数据流中开个窗口，把有分析意义的数据存入 逻辑分析仪的存储器中。 捕获部分由输入探头、触发产生和数据存储三部分组成。,（1）输入探头 它分为数据探头和时钟探头两种，结构大体相同。,图72 输入探头示意图 （a）、（b）是数据探头的示意图，（c）是时钟探头的示意图。,（2）数据的捕获方式 基本的数据捕获方式有两种：取样模式和锁定模式。,取样模式,图73 取样方式原理波形图,锁定模式,图74 锁定方式检测毛刺原理,3逻辑分析仪的触发,（1）触发方式 始端触发 （见图75 ） 终端触发 （见图75 ） 延迟触发 （见图76 ）,图75 始端触发与终端触发,图76 延迟触发,（2）触发识别,图77 触发识别,（3）触发限定 一般来说，符合条件的触发字在数据流中较为频繁。为了有选择地捕获数据，当触发字符合或符合一定的数量，还同时要满足一些附加条件，才能触发。,（4）序列触发 由多个触发字按预定的次序排列，只有当被观测的数据流按同样的顺序先后满足所有触发条件时，LA才能触发跟踪。,（5）交互触发 交互触发是指LA内状态分析通道与定时分析通道之间进行相互触发或导引。,（6）毛刺触发 利用在指定通道上检测出的毛刺作为触发条件去触发定时分析仪，实现跟踪。,4数据的存储 逻辑分析仪测试中，对有意义的数据进行存储，以便显示和分析。 逻辑分析仪以“先进先出”（FIFO）存储方式。 逻辑仪中，为了有效利用其存储单元，设置了选择性存储功能。,图78 数据的建立时间和保持时间,5数据的显示,逻辑分析仪把捕获的有效数据存入存储器之后，就转入显示周期。,图79 从存储到显示地址的变化,（1）定时图显示 定时图显示用于逻辑定时分析仪。图710（a）是定时图显示的例子。,（2）状态表显示 状态表显示用于逻辑状态分析仪。图710（b）示出一种简单的二进制状态表显示。,图710 逻辑分析仪的显示,7.2.2 逻辑分析仪的应用,逻辑分析仪的用途是多方面的，它适合于所有数字设备和系统的调试和故障诊断。逻辑分析仪主要用于测试数字集成电路功能，微计算机系统的状态，以及数字系统的调试与维修。,1逻辑分析仪的应用特点 （1）时钟与限定,逻辑定时分析仪适合于分析数字设备或系统内信号之间的时间关系。当需要同步跟踪被测系统来观察信号间的逻辑关系时，应选用外时钟。当需要异步跟踪来分析信号间的时间关系时，应选用内时钟。,（2）电平与触发,在测试数据前，应检查探极的门限电平，必要时应予调整，以适应被测系统的逻辑电平。 触发限定也有利于数据的捕获。 需要捕获毛刺时，则应选用锁定方式和毛刺方式取样。,2逻辑定时分析仪的应用,逻辑定时分析仪的特点是使用内时钟进行异步采样。当分析数字设备或系统内 信号之间的时间关系时，逻辑定时分析仪十分有效。利用这种功能可以显示输出与输入波形的延迟关系，将数据同时输入不同的通道，可测出各通道波形中任意点间的时间间隔。,3逻辑状态分析仪的应用,（1）测试A / D转换器的功能,（a）接线图 （b）映射图显示 图711 A / D转换器功能的测试,（2）测试ROM的特性,图712 ROM特性的测试,4用逻辑分析仪组建数字自动测试采统,图713 数字系统的自动测试系统,7.3 RV02100L逻辑分析仪介绍,7.3.1面板结构,1.主机前面板介绍,图714 RV02100L主机前面板,2.主机后面板介绍,图715 RV02100L主机后面板,1-主机和计算机连接电缆端口，此端口与主机上标示3连接； 2-主机和计算机连接电缆端口，此端口与计算机打印机接口（parallel port）连接； 3-主机与计算机的接口； 4-电源插口。,3.逻辑分析仪面板（计算机屏幕显示）,图716 计算机屏幕显示的逻辑分析仪面板,逻辑分析仪面板控制逻辑分析仪的启动、触发电平的设置、逻辑分析仪设置对话框的启动。 （1）逻辑分析仪开关（如图716所示）点击此钮激活逻辑分析仪进行有关设置及测试后，再点关闭。 （2）为适应各类数字电路不同的逻辑电平阀值，逻辑分析仪的触发电平可在-1.6+3.4V之间调节。各种常见数字电路推荐阀值如下:TTL:+14V;CMOS(+5V供电):+2.5V；CMOS（3V供电）:+1.5V；ECL：-1.3V。,7.3.2 技术性能,1.特点,100MS/s实时采样（MS/s为兆采样次数/秒，其SamPle）；,162通道，存储深度32K/Channel ；,162通道同时显示，垂直、水平任意缩放；,可任意定义、任意修改的总线方式 ；,总线数据直接显示2、8、16、10进制可选；,多种触发方式 ；,外时钟输人端口 ；,鼠标任意拖放、指定区域放大；,同示波器共同进行模拟与数字信号混合分析。,2.技术指标,7.3.3 测量方法,1.使用环境,2.使用方法 (1)硬件的安装与设置 1)电源 2)硬件的安装步骤 (2)软件的安装与设置 1）安装步骤 2）简要功能测试,（ 3）菜单栏 1）File项 2）Trigger项 3）View项 4）Options项 5）Help项 （4）触发调整 （5）逻辑分析仪显示效果,3.注意事项 (1)注意安装调试顺序。 (2)在使用前应先使用自动校准。 (3)使用时要先阅读说明书，若有问题说明检各个部件是否连接完好。 (4)注意键盘、各接口、按钮等易损件的使用。,本章小结,数据域测试能分析各种信号的时序和逻辑关系，并能捕获单次信号和非周期信号。逻辑分析仪（LA）主要由数据捕获和数据显示两部分组成。整个系统的运行，都是在外时钟（同步）或内时钟（异步）的作用下实现的。逻辑状态分析仪（LSA）主要用于软件分析。逻辑定时分析仪（LTA）主要用于硬件分析。 本章以RV02100L为例介绍了逻辑分析仪的面板、工作原理及其使用方法。,练习题,1. 数字系统的特点有哪些？ 2. 如何使用RV02100L？ 3. RV02100L对使用环境有什么要求？ 4. 实验实训具体操作时，要注意哪些问题？,练习题,5. 试分析逻辑分析仪的工作原理？ 6. 试说明逻辑分析仪的显示原理？ 7. 逻辑分析仪是如何采集数据的？,