電子測量技術(shù)教案《10》

章節(jié)目錄,10.1 存儲示波器,10.2 邏輯分析儀,10.3 現(xiàn)代電子測量儀器的應(yīng)用,10.4 實訓(xùn),第10章 現(xiàn)代電子測量儀器,本章要點 存儲示波器的組成、原理框圖 存儲示波器的幾種顯示方式 邏輯分析儀的組成、原理框圖 邏輯分析儀的幾種顯示方式 現(xiàn)代電子測量儀器的應(yīng)用,10.1 存儲示波器,通用示波器存在的缺點 存儲示波器分類：模擬存儲示波器和數(shù)字存儲示波器。 數(shù)字存儲示波器采用數(shù)字電路，將輸入信號先經(jīng)過AD變換器，將模擬波形變換成數(shù)字信息，存儲于數(shù)字存儲器中，需要顯示時，再從存貯器中讀出，通過DA變換器，將數(shù)字信息變換成模擬波形顯示在示波管上。,10.1.1 存儲示波器主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo),1.分辨力 用二進制的位數(shù)來表示，位數(shù)決定了垂直方向上的量化臺階數(shù)目。分辨力的位數(shù)越多，說明測量準(zhǔn)確度就越高。也可以用百分?jǐn)?shù)表示，見表10-1所示：,2.采樣速度 采樣速度表示數(shù)字波形存儲器A/D轉(zhuǎn)換速度。采 樣速率的大小與捕捉信號的能力有直接關(guān)系，見表10-2所示。,表10-1 分辨力的表示,表10-2,4頁,3.存儲長度 存儲長度即存儲器的容量，用多少K字來表示。存儲長度表明水平方向劃分細(xì)微的程度、存儲長度的倒數(shù)稱為水平分辨力。,水平分辨力越高，說明數(shù)字存儲器顯示的波形與實際波形越接近。,表9-3,10.1.2 存儲示波器的基本組成、原理框圖,1. 存儲示波器的基本組成 由Y軸放大器、A/D轉(zhuǎn)換單元、D/A轉(zhuǎn)換單元、存儲單元、時鐘發(fā)生器、控制邏輯單元、接口邏輯單元、觸發(fā)放大器、電源等部分組成。如圖10-1所示。,圖10-1 存儲示波器的基本組成,2基本工作原理 被測信號輸入儀器后，首先將放大的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。 一般說來，波形愈復(fù)雜的信號要求的取樣速率愈高。對于單次信號要求f 0(4-10)f x。,步進系統(tǒng)在觸發(fā)信號的作用下產(chǎn)生步進脈沖，一方面啟動取樣門，對被測信號進行取樣和AD變換如圖10-2所示：,圖10-2 波形的取樣和編碼,一方面啟動CPU， 于是CPU指定一個寄存器作為地址計數(shù)器，在初始化期間存放了首址。 CPU工作后，地址計數(shù)器向RAM送出地址，將變換后的數(shù)字信號存入指定的單元。 每寫入一個數(shù)據(jù)，地址計數(shù)器則加1，并將地址數(shù)送至X 軸的IO，經(jīng)DA變換后產(chǎn)生階梯波信號。當(dāng)需要即時顯示時，該信號能作為X掃描用的階梯信號，送至X偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)以作掃描之用。 同時該信號還送至步進系統(tǒng)，使其產(chǎn)生新的步進脈沖，作為產(chǎn)生一次新的數(shù)據(jù)寫入循環(huán)用。 在取樣、存儲過程中，地址計數(shù)器將寫地址順序遞增，并一一送往RAM，以確保每組數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)的存儲單元中去，直至寫完一個頁面為止。 如圖10-3所示，這就是RAM的寫過程。,圖10- 3 RAM寫入過程,地址計數(shù)器用于循環(huán)計數(shù)。它的最大計數(shù)值恰好等于RAM的一個頁面的存儲容量；相當(dāng)于X軸掃描一行所需的數(shù)據(jù)。 以上所述過程為順序取樣方式。 存儲單次波形時要用“實時取樣”方式。,當(dāng)需要顯示被測信號時，按照地址計數(shù)器給出的地址: 一方面控制RAM以固定速度讀出數(shù)據(jù)到Y(jié)通道的DA變換器內(nèi)，將被測信號還原為模擬信號。 同時還將地址計數(shù)器的內(nèi)容(即計數(shù)用脈沖)送往X通道DA變換器，用來產(chǎn)生掃描用階梯信號，如圖10-4所示。 顯示時，X偏轉(zhuǎn)板加階梯波信號，Y偏轉(zhuǎn)板加被測信號。X軸的階梯遞增時只需顯示平頂，跳變部分要消隱，以使顯示的波形清晰。,圖10-4 顯示過程,10.1.3幾種顯示方式,1.基本顯示方式 基本顯示方法是指被測波形的數(shù)據(jù)已存入RAM時的顯示。顯示時能夠根據(jù)需要去讀出指定頁面的數(shù)據(jù)，并予顯示。 2.刷新顯示方式 原已顯示的一幀波形，在存儲器一個單元寫入新數(shù)據(jù)的同時，也將該單元的數(shù)據(jù)讀出。由于寫入速度慢，讀出速度快，新數(shù)據(jù)能夠馬上讀出并顯示出來。寫入、讀出和掃描都是從0地址開始，寫完一幀波形，也顯示完該幀波形。原來顯示的波形則自左至右消失，屏幕上可顯示出瞬態(tài)波形的描繪過程。,3.滾動顯示方式 滾動顯示時信號存儲器存滿后，會使所有數(shù)據(jù)在存儲器中的地址不停地向上移動，沖出舊數(shù)據(jù)，存入新數(shù)據(jù)。因此，新的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在屏幕的最右邊。不需外加觸發(fā)信號，圖形自右至左滾動，從屏幕右邊進入，從屏幕左邊離去。在觀測過程中，也可以將感興趣的波形數(shù)據(jù)予以鎖存，使圖形固定在屏幕上。 4.雙蹤顯示 輪流對Y1和Y2兩個通道信號取樣，奇數(shù)地址存入Yl的數(shù)據(jù)，偶數(shù)地址存入Y2的數(shù)據(jù)。讀數(shù)時先讀Y2的數(shù)據(jù)，再讀Y1的數(shù)據(jù)，并將兩組數(shù)據(jù)進行交替顯示。,10.2 邏輯分析儀,在數(shù)字系統(tǒng)的測試中，邏輯功能測試已成為首要形式。 僅用示波器進行時域過程的測試，已難以評價電路和系統(tǒng)的性能。 二十世紀(jì)七十年代初出現(xiàn)了邏輯分析儀，有效地解決日益復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)的檢測和故障診斷問題。,1021 邏輯分析儀簡介,邏輯分析儀是用來測量數(shù)據(jù)域的儀器。 它能對數(shù)字邏輯電路和系統(tǒng)在實時運行過程中的數(shù)據(jù)流或事件進行記錄和顯示，并通過各種控制功能實現(xiàn)對數(shù)字系統(tǒng)的軟、硬件故障分析和診斷。 它能夠用表格形式、波形形式或圖形形式分別顯示具有多個變量的數(shù)字系統(tǒng)的邏輯狀態(tài)、時序關(guān)系或?qū)崟r運行過程，也能用匯編語言格式顯示運行時的數(shù)字系統(tǒng)的軟件，來實現(xiàn)對數(shù)字系統(tǒng)的硬件和軟件進行跟蹤測試， 它對包含大量軟硬件的數(shù)字設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)試是很適用的，可以大大提高系統(tǒng)的調(diào)試效率。 面向微處理器的邏輯分析儀。,1.對邏輯分析儀的基本要求 （1）能跟蹤與顯示狀態(tài)數(shù)據(jù)流； （2）能捕獲并顯示任一指定的數(shù)據(jù)塊； （3）能分析并顯示控制信號之間的時間關(guān)系； （4）能捕捉并顯示來自系統(tǒng)內(nèi)部噪聲和外部干擾引 起的毛刺噪聲及毛刺等往往 造成硬件出錯； （5）能實時檢測故障，診斷故障。,1.邏輯分析儀的功能特點 （1）足夠多的輸入通道 如要檢測一個具有16位地址的微機系統(tǒng)，邏輯分析儀至少應(yīng)有16個輸入通道。 若考慮到同時監(jiān)視數(shù)據(jù)總線、控制信號和IO接口信號，則般都要有32個或更多的輸入通道。 通道數(shù)是邏輯分析儀的一個重要指標(biāo)，通道數(shù)越多，所能檢測的數(shù)據(jù)信息量越大，就更能充分地發(fā)揮它的功用。,（2）多種觸發(fā)方式 現(xiàn)今的邏輯分析儀觸發(fā)方式很多： 對于軟件分析，這些觸發(fā)功能使它可以跟蹤系統(tǒng)運行中的任意程序段； 對于硬件分析，觸發(fā)能力可以解決檢測與顯示系統(tǒng)中存在的干擾飛毛刺問題。 評價一種邏輯分析儀的好差，最重要的項指標(biāo)是觸發(fā)能力的強弱。 （3）具有記憶能力 所有邏輯分析儀內(nèi)部都有高速數(shù)據(jù)存貯器，因此它能快速記錄數(shù)據(jù)。 該存貯器的容量大小是分析儀的另一個重要指標(biāo)，它決定了跟蹤一次獲取數(shù)據(jù)的多少。 這種記憶能力使它可以觀察單次現(xiàn)象和診斷隨機故障。,（4）具有負(fù)的延遲能力 邏輯分析儀的內(nèi)部存貯器可以存貯觸發(fā)前的信息，這樣便可以顯示出相對于觸發(fā)點來講是負(fù)延遲的數(shù)據(jù)，這種能力有利于發(fā)現(xiàn)錯誤后回溯分析故障產(chǎn)生的原因。 （5）具有限定能力 所謂限定能力就是對所獲取的數(shù)據(jù)進行鑒別挑選的一種能力。 限定功能解決對單方向數(shù)據(jù)傳輸情況的觀察以及復(fù)用總線的分析問題。 由于限定可以刪除與分析無關(guān)的數(shù)據(jù)，這就有效地提高了分析儀數(shù)據(jù)存貯器的利用率。,（6）簡明而直觀的顯示方式 為適應(yīng)不同的分析方法的需要，邏輯分析儀就要有相應(yīng)的顯示方式。 對于系統(tǒng)的功能分析，它有功能顯示； 為便于了解系統(tǒng)工作的全貌，有圖形顯示； 對于時間關(guān)系分析，有用高低電平表示邏輯狀態(tài)的時間波形圖顯示； 對于電氣性能分析，有窄脈沖顯示以及表示輸入信號幅度和前后沿的電平顯示等等。,（7）具有驅(qū)動時域儀器的能力 數(shù)據(jù)流狀態(tài)值發(fā)生的錯誤常來源于時間域的某些失常。 引起失常的原因往往是毛刺、噪聲干擾或時序的差錯。 分析儀驅(qū)動時域儀器的能力彌補了它進行電氣性能分析的某些欠缺。 邏輯分析儀與示波器這兩類儀器具有相輔相成的關(guān)系，它們在不同領(lǐng)域中有不同的地位和作用。 （8）為了適應(yīng)各種不同類型邏輯元件，邏輯分析儀的輸入電平閾值應(yīng)是可調(diào)的，其采樣速率應(yīng)合適，,10.2.2 邏輯分析儀的基本組成、原理框圖,1.邏輯分析儀的基本組成 （1）邏輯分析儀基本組成簡圖 邏輯分析儀的基本組成是數(shù)據(jù)捕獲和數(shù)據(jù)顯示這兩個部.如圖10-5所示。 數(shù)據(jù)捕獲是要捕獲觀察分析的數(shù)據(jù)并將其存儲； 數(shù)據(jù)顯示是用多種形式顯示這些數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)捕獲部分由數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)觸發(fā)控制三部分組成。 分析儀在數(shù)據(jù)捕獲后便轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)顯示階段。,圖10-5 邏輯分析儀基本組成簡圖,邏輯狀態(tài)分析儀和邏輯定時分析儀。 邏輯分析儀主要為監(jiān)視數(shù)字設(shè)備的軟件程序的運行狀況而設(shè)計的。 狀態(tài)分析儀中無需時鐘發(fā)生器。 這類儀器是進行軟件調(diào)試的工具。,邏輯定時分析儀是為顯示分析數(shù)字設(shè)備各通道波形的時序關(guān)系而設(shè)計的。 它盡可能忠實地再現(xiàn)各通道的邏輯波形。 定時分析儀應(yīng)有內(nèi)部時鐘發(fā)生器，產(chǎn)生比被測設(shè)備系統(tǒng)時鐘頻率高得多（510倍）的采樣時鐘，且在該時鐘控制下記錄數(shù)據(jù)，與被測系統(tǒng)異步工作。 這類主要用于調(diào)試檢測硬件。,2. 智能邏輯分析儀框圖,圖10-6 智能邏輯分析儀框圖,（1）智能儀器邏輯分析儀的各部分的作用 邏輯分析儀的各個部分的聯(lián)系是微處理器通過內(nèi)部總線進行的； PROM中存有控制整個邏輯分析儀的基本程序； RAM則用來暫存信息，例如暫時存儲操作人員設(shè)定的觸發(fā)延遲量或選定的顯示方式等信息； 字符發(fā)生器用來生成各種顯示方式所需要的字母、數(shù)碼等字符； 鍵盤及其控制電路用來設(shè)定邏輯分析儀的工作方式。,（2）數(shù)據(jù)的收集 為了跟蹤被測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，邏輯分析儀應(yīng)該把被測系統(tǒng)總線上發(fā)生的所有狀態(tài)信息盡可能無遺漏地不斷采集到它的數(shù)據(jù)存儲器中，作為待分析顯示的原始數(shù)據(jù)，這個過程稱為數(shù)據(jù)收集。 邏輯分析儀數(shù)據(jù)收集部分主要由輸入探頭、采樣時鐘發(fā)生器和數(shù)據(jù)寄存器或鎖存器組成。,（3）數(shù)據(jù)的存儲 為了防止漏檢漏測，要求信息一出現(xiàn)就能捕獲它，并且存儲起來。 具有存貯功能的邏輯分析儀，不僅可以觀測重復(fù)性的數(shù)據(jù)流，而且也可以觀測單次出現(xiàn)的隨機數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)的存儲分為：數(shù)據(jù)順序存儲和數(shù)據(jù)選擇性存儲。 （4）觸發(fā)方式 邏輯分析儀設(shè)有多種觸發(fā)方式，為了便于在較小的存貯容量范圍內(nèi)采集和存貯所需觀測點前后變化的波形。,組合觸發(fā) 邏輯分析儀具有“字識別”觸發(fā)功能，操作者可以通過儀器面板上的“觸發(fā)字選擇”開關(guān)，預(yù)置特定的觸發(fā)字，被測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字與此預(yù)置的觸發(fā)字相比較，當(dāng)二者符合時產(chǎn)生一次觸發(fā)，設(shè)置觸發(fā)字時，每一個通道可取三種觸發(fā)條件：0，1，X?！?”表示該通道為高電平時才產(chǎn)生觸發(fā)，“0”表示某 通道為低電平時產(chǎn)生觸發(fā)，“X”表示通道狀態(tài)“任意”，也即通道狀態(tài)不影響觸發(fā)條件。各通道狀態(tài)設(shè)置好后，當(dāng)被測系統(tǒng)各通道數(shù)據(jù)同時滿足上述條件時，才能產(chǎn)生觸發(fā)信號。如圖10-7所示,圖10-7 四通道組合觸發(fā)實例,組合觸發(fā)方式也稱為內(nèi)部觸發(fā)方式，還稱它為基本觸發(fā)方式。如上例，采集數(shù)據(jù)流中，出現(xiàn)1001或1101時，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，停止數(shù)據(jù)采集，存貯器中存入的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生觸發(fā)字之前各通道的狀態(tài)變化情況，對觸發(fā)字而言是已經(jīng)“過去了”的數(shù)據(jù)。顯示時，觸發(fā)字顯示于所有數(shù)據(jù)字之后，故也稱它為基本的終端觸發(fā)方式。 如果觸發(fā)字選擇的是某一出錯的數(shù)據(jù)字，那么邏輯分析儀就可捕獲并顯示被測系統(tǒng)出現(xiàn)這一出錯數(shù)據(jù)字之前一段時間各通道狀態(tài)的變化情況，即被測系統(tǒng)故障發(fā)生前的工作狀況，顯然，這對于數(shù)字系統(tǒng)的故障診斷提供了相當(dāng)方便的手段。,延遲觸發(fā) 在故障診斷中，常常希望既能看到觸發(fā)點前的情況，又能看到觸發(fā)點后的情況，這時則可設(shè)置一個延遲門，當(dāng)捕獲到觸發(fā)字后，延遲一段時間后再停止數(shù)據(jù)的采集，則存貯器中存貯的數(shù)據(jù)就包括了觸發(fā)點前后的數(shù)據(jù)。 延遲觸發(fā)常用于分析循環(huán)、嵌套循環(huán)一類程序(配合序列觸發(fā)方式)，也常用于觀察跳動性的偶然故障，因為它能夠觀察到跳動前后的有關(guān)信息。 延遲觸發(fā)的一個極端出現(xiàn)這種情況：當(dāng)延遲門關(guān)閉數(shù)據(jù)采集時，存貯器中數(shù)據(jù)的第一個字剛好是原設(shè)定的觸發(fā)字，則存貯器中存貯的數(shù)據(jù)全部是捕獲觸發(fā)字后的數(shù)據(jù)，這種觸發(fā)稱為始端觸發(fā)。一般可控制延遲數(shù)剛好等于存貯容量的一半，可使觸發(fā)字位于中間，這種特殊情況稱為中心觸發(fā)。,限定觸發(fā) 限定觸發(fā)是對設(shè)置的觸發(fā)字加限定條件的觸發(fā)方式。 例如，對前述四通道觸發(fā)字的選擇再加入第五個通道Q，設(shè)定當(dāng)Q=0時，觸發(fā)字有效，Q=1時，觸發(fā)字無效，第5個通道Q只作為觸發(fā)字的約束條件，并不對它進行數(shù)據(jù)采集、存貯、顯示，僅僅用它篩選去掉一部分觸發(fā)字，這就是限定觸發(fā)方式。,序列觸發(fā) 序列觸發(fā)是為檢測復(fù)雜分支程序而設(shè)計的一種重要觸發(fā)方式。當(dāng)采樣數(shù)據(jù)與某一預(yù)先設(shè)定的字序列(而不是一個字)相符后才觸發(fā)跟蹤數(shù)據(jù)流。 計數(shù)觸發(fā) 較復(fù)雜的軟件系統(tǒng)中常常有嵌套循環(huán)的情況存在，在邏輯分析儀的觸發(fā)邏輯中設(shè)立一個“遍數(shù)計數(shù)器”，那么就能針對某次需觀察的循環(huán)進行跟蹤，而對其它各次循環(huán)不進行跟蹤,這種方式叫做計數(shù)觸發(fā)。,“毛刺”觸發(fā) 利用濾波器從輸入信號中取出一定寬度的脈沖作為觸發(fā)信號，可以在存貯器中存貯毛刺出現(xiàn)前后的數(shù)據(jù)流，有利于觀察和尋找由于外界干擾而引起的數(shù)字電路誤動作的現(xiàn)象和原因。 除了上述介紹的6種觸發(fā)方式外，有的邏輯分析儀還有以下的觸發(fā)方式： 當(dāng)事件1或事件2出現(xiàn)n次后產(chǎn)生觸發(fā)信號； 事件1出現(xiàn)n次后出現(xiàn)事件2產(chǎn)生觸發(fā)信號； 事件1出現(xiàn)n次后出現(xiàn)非事件2產(chǎn)生觸發(fā)信號。,1. 邏輯分析儀的用途 當(dāng)需要完成下列工作時，請使用邏輯分析儀： （1）調(diào)試并檢驗數(shù)字系統(tǒng)的運行。 （2）同時跟蹤并使多個數(shù)字信號相關(guān)聯(lián)。 （3）檢測并分析總線中違反時限的操作以及瞬變狀態(tài)。 （4）跟蹤嵌入軟件的執(zhí)行情況。,10.2.3 幾種顯示方式,邏輯分析儀由觸發(fā)脈沖停止數(shù)據(jù)收集、存貯捕獲后，便傳入數(shù)據(jù)顯示工作周期。數(shù)據(jù)顯示及其控制電路可以根據(jù)測量者指定的顯示方式，把最后存入存貯器中的原始數(shù)據(jù)整理成便于閱讀，利于分析的格式顯示在CRT顯示器的屏幕上。 顯示方式主要有兩種：一種是偽時域方式，它適用于硬件調(diào)試；另一種是狀態(tài)域顯示，它適用于軟件調(diào)試。,1偽時域顯示方式 把存貯于存儲器的原始數(shù)據(jù)，整理成與一般示波器顯示方式相似的按時間變化的波形；所顯示的波形并不是被測數(shù)據(jù)通道信號的真實波形，而是采樣點上信號的邏輯電平隨時間變化的偽時域波形，這稱為偽時域顯示。 偽時域顯示的定時圖形例子如圖10-8所示。其中每一行波形代表一個數(shù)據(jù)通道的邏輯電平隨若干采樣時鐘周期變化的情況，并行的數(shù)據(jù)字自左到右豎列顯示，第0個數(shù)據(jù)字在最左邊，依次往右為第1，第2 個數(shù)據(jù)字等。 偽時域顯示方式主要是顯示各通道數(shù)據(jù)的時序關(guān)系。這種顯示方式也稱為定時式顯示，有利于對邏輯硬件工作狀態(tài)的分析。,圖10-8 偽時域顯示,2狀態(tài)域顯示方式 用“0”、“1”組合的邏輯狀態(tài)表即真值表或圖像形式把存儲器中的原始數(shù)據(jù)顯示出來，這就是所謂狀態(tài)域顯示。 （1）數(shù)據(jù)表顯示 狀態(tài)表顯示也稱為數(shù)據(jù)表顯示。因為狀態(tài)表的每一行，表示一個采樣時鐘脈沖對所有數(shù)據(jù)通道捕獲的一個數(shù)據(jù)字。根據(jù)測量者需要，狀態(tài)信息可以用二進制數(shù)，八進制數(shù)和十六進制數(shù)來顯示，智能分析儀還可用匯編語句顯示。如圖10-9所示為狀態(tài)的數(shù)據(jù)表顯示方式的例子。,顯示狀態(tài)計數(shù)器用來確定字符在CRT上的顯示位置。其中多顯示時鐘發(fā)生器用來產(chǎn)生顯示及控制的同步時鐘，水平狀態(tài)計數(shù)器用來決定位(Bit)，即水平掃描線的位置；垂直狀態(tài)計數(shù)器用來決定字，即垂直掃描線的位置。,圖10-9 數(shù)據(jù)表顯示,（2）點圖顯示 點圖顯示方式是利用位于顯示屏幕上不同位置的點來表示存貯器中的各個數(shù)據(jù)字，并一齊顯示出來的。,圖10-10點圖顯示方式,圖10-11 程序流程的圖像顯示,這段程序中包括一個主程序和若干個子程序，當(dāng)程序運行時，其地址流被采樣并存貯于分析儀中，采用圖像顯示方式得到程序地址流的點圖，光點接地址遞增順序自左至右，從下面上的規(guī)律轉(zhuǎn)動。 因此，該程序段的點陣圖中，主程序地址數(shù)據(jù)在屏幕上表現(xiàn)為按序右移的水平光點，在主程序的某地址的指令被執(zhí)行后，要轉(zhuǎn)去執(zhí)行子程序SUB1，這個子程序的開始地址，即是主程序執(zhí)行上述指令后的下一個被取樣地址。 由點圖顯示的程序地址流清楚地表明下一個光點處于不同水平線位置上。,在執(zhí)行了SUBl后，程序返回主程序，這時點圖上光點又回到主程序地址所對應(yīng)的位置上。 在執(zhí)行若干步主程序指令之后；再次去執(zhí)行SUBl時，光點又在SUB1的地址所對應(yīng)的位置上重復(fù)顯示。 在執(zhí)行子程序SUB2及其嵌套子程序SUB2A時；光點有類似的變化。 由于子程序SUBl在整個程序流中執(zhí)行了兩次，因此與它所對應(yīng)的光點亮度要亮些，這就提供了識別程序段中那些補充執(zhí)行的相對頻繁程度的一種有效方法。,對于既定的通道探頭與測試點的連接方法是不同程序流程所對應(yīng)的點陣不相同，如果由于軟件或硬件故障造成一個程序出錯，那么錯誤程序和正常程序流程的點陣圖不會一樣。 利用點陣圖像顯示方式，很容易發(fā)現(xiàn)其中的錯誤。 數(shù)字系統(tǒng)測試或維護人員可以先用點陣圖像顯示方式一目了然地對程序流程進行觀察，以便迅速發(fā)現(xiàn)其中的錯誤，然后再應(yīng)用狀態(tài)數(shù)據(jù)表顯示方式或偽時域顯示方式查出出錯的確切原因。 應(yīng)當(dāng)注意，如果通道探頭與測試點進行不同的連接，將會得到不相同的點陣圖，選擇通道探頭和測試點的原則應(yīng)使得CRT屏幕上顯示的點陣圖易于識別程序流的規(guī)律。,3數(shù)據(jù)比較 邏輯分析儀一般都具有數(shù)據(jù)比較顯示方式，就是將被觀測的數(shù)據(jù)不斷地與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行比較并同時顯示在CRT屏幕上，立刻就會發(fā)現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)。 能夠進行數(shù)據(jù)比較的邏輯分析儀，有兩組存儲器，一組為數(shù)據(jù)存儲器A，用來存儲被測數(shù)據(jù)；另一組為參考存儲器B，用來存儲標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的。,在狀態(tài)顯示方式中，若A存儲器與B存儲器，兩個存儲器內(nèi)容(每字每位)相同時，數(shù)據(jù)表的亮度不變，若A存儲器與B存儲器，兩個存儲器內(nèi)容不相同時，則數(shù)據(jù)表中不同部分的位Bit位置上的狀態(tài)值被加亮。 如果采用偽時域顯示方式，則A、B存儲器的內(nèi)容可以交替以定時波形圖顯示。 在點陣圖像顯示方式，A、B存儲器的內(nèi)容則交替地從光點流的形式顯示。這種顯示方式主要用于生產(chǎn)測試和故障查找。,10.3 現(xiàn)代電子測量儀器的應(yīng)用,10.3.1 存儲示波器的應(yīng)用,1 測量脈沖參數(shù) （1）測量脈沖上升時間 脈沖的上升時間是脈沖的重要指標(biāo)。由于波形存儲器具有負(fù)延遲功能，所以能把脈沖的整個上升過程捕獲和記錄下來，如圖10-12所示。,圖10-12 脈沖上升時間測量,利用計算機的程序得到電壓最大值Umax 和Umin。 U = Umax Umin UA =( Umax Umin)10% UB =( Umax Umin)90% 利用計算機程序找出UA、UB的對應(yīng)時間tA和tB。 tA = K(t) nA tB = K(t) nB 其中K(t) 為采樣速率，nA，nB采樣脈沖數(shù)值，則上升時間tr = tBtA 由于波形存儲器的采樣速率很高，tr的誤差 tr =,（2）測量脈沖間隔 用計算機找出最大值，然后求出最大值的50%相應(yīng)的兩點A和B的時間（即tA和tB），故脈沖寬度tW= tBtA,圖10-13 脈沖間隔的測量,（3）測量脈沖寬度 用計算機找出最大值，然后求出最大值的50%相應(yīng)的兩點A和B的時間（即tA和 tB），故脈沖寬度tW= tBtA,圖10-14 脈沖寬度的測量,2觀察直流電源合閘時的過渡過程 直流電源合閘時是單次過程，要用等待觸發(fā)的實時取樣操作。如圖10-15 電源的輸出端接到示波器的觸發(fā)輸入端，同時也接到Y(jié)輸入端，幅度大時可接衰減器。 接通交流電源，電源從“0”到最大的過渡過程及幅度變化在屏幕上能夠顯示出來，一般電源的過渡時間在516ms之間，并且能夠看出在合閘瞬間，有一個小的沖激脈沖。,圖10-15觀察電源合閘過程,10.3.2 邏輯分析儀的應(yīng)用,1邏輯分析儀的主要技術(shù)指標(biāo) 衡量邏輯分析儀水平的技術(shù)指標(biāo)主要有以下幾項 （1）輸入通道 通道數(shù)的多少是邏輯分析儀的重要指標(biāo)之一。 如果要同時觀察數(shù)據(jù)總線和地址總線上的數(shù)據(jù)和地址信息，必須用的輸入通道數(shù)目應(yīng)為數(shù)據(jù)線和地址線的總和。 輸入通道除了數(shù)據(jù)占用外，還有時鐘輸入通道、限定輸入通道。 輸入阻抗是輸入通道的另一項指標(biāo)，阻抗大小，將直接影響被測電路的電性能。,（2）時鐘頻率 時鐘頻率決定取樣頻率，取樣速率的高低對數(shù)據(jù)采集有著十分重要的關(guān)系。 如有一個輸入信號，在不同的取樣速率下將有著不同的輸出結(jié)果。 為了能得到更高的清晰度，多采用非同步方式，用高于幾倍被測系統(tǒng)的時鐘頻率來進行取樣。 國外的邏輯分析儀時鐘頻率一般取50MHz，最高可達660MHz。,（3）存儲量 一般邏輯分析儀都配有高速隨機存儲器，內(nèi)存容量可以表示為NM（N：通道數(shù)，M：存儲數(shù)據(jù)位/通道）。 有的還增加一個參考存儲器，在進行狀態(tài)顯示時，可以并排地顯示兩個存儲器中的內(nèi)容，以便于比較。 在內(nèi)存為一定值時，為了提高速度，可以通過變換數(shù)據(jù)通道的方法，靈活地利用內(nèi)部存儲器，來提高一次可記錄的字?jǐn)?shù)，從而擴展邏輯分析儀的功能，這樣對不用的通道所占據(jù)的存儲容量也可以充分利用起來。,（4）觸發(fā)功能 邏輯分析儀具有靈活準(zhǔn)確的觸發(fā)功能，可以顯示觸發(fā)前、后輸入數(shù)據(jù)或以觸發(fā)為中心的輸入數(shù)據(jù)。 它可以在長長的數(shù)據(jù)流中，對人們感興趣的那部分信息，進行準(zhǔn)確定位、捕獲和分析。 觸發(fā)功能是評價邏輯分析儀水平的重要指標(biāo)。,時序觸發(fā)：預(yù)置幾個觸發(fā)字，按照選定的時序一一得到呼應(yīng)。 延遲觸發(fā)：借助于延遲計數(shù)器檢測一個與預(yù)置觸發(fā)字有關(guān)，這種功能使有限的存儲容量得到充分的發(fā)揮。 毛刺觸發(fā)：它的主要特點是一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)不應(yīng)該出現(xiàn)的毛刺時，分析儀就能進行觸發(fā)并顯示在CRT上，供分析用。 鎖定功能：主要用于捕獲兩個取數(shù)時鐘之間出現(xiàn)的信號，可以將出現(xiàn)在兩個時鐘之間的脈沖信號進行捕獲。 限定功能：利用不顯示的輸入通道，對所感興趣的數(shù)據(jù)信號，加以一定的限制條件，使觸發(fā)和顯示的數(shù)據(jù)是唯一的。,（5）顯示方式 智能邏輯分析儀，顯示方式多種多樣，如各種進制的顯示，ASCII碼，各種光標(biāo)，助記符的顯示，菜單顯示，反匯編，比較表等。,2邏輯分析儀的應(yīng)用 （1）顯示數(shù)據(jù)流 對于狀態(tài)邏輯分析儀，顯示數(shù)據(jù)流是最基本的用途。 如果要測試2-16進制的計數(shù)器的狀態(tài)流，用探極的四個通道，接到被測計數(shù)器的輸出端，不用的通道全部置于OFF位（包括通道Q0，Q1）然后選擇觸發(fā)字，若選0000，觸發(fā)方式置起始顯示，時鐘輸入用計數(shù)器的CP進行同步。 在CRT上將顯示出二-十六進制的輸出狀態(tài)流。,圖10-16 二-十六進制計數(shù)的輸出狀態(tài)流,（2）利用分析儀取出微處理機中的任何程序 狀態(tài)邏輯分析儀是分析軟件、檢查程序最好的工具。 下面就HP3740A數(shù)字萬用表的接通程序進行說明。 首先將探極夾到被測電路中去，選擇觸發(fā)字和觸發(fā)方式。 在CRT上顯示出程序流的情況。,圖10-17 接通程序中的程序流,（3）利用“自激”觸發(fā)方式，來檢查電路重復(fù)信號 當(dāng)正常工作時，從CRT上顯示的將是0和1的疊加。 發(fā)生故障時則顯示1或0，這樣就清楚地看出工作不正常，然后再仔細(xì)尋找故障產(chǎn)生的原因及故障地點。 （4）“起始顯示”和“起始延遲”的使用 存儲器的容量總是有限的，為適應(yīng)測量的要求，可以利用邏輯分析儀的延遲功能來解決。 首先將初始觸發(fā)字設(shè)置好，如果要看M個時鐘后的數(shù)據(jù)信號，則觸發(fā)方式置起始延遲，延遲設(shè)定置M，時鐘輸入用系統(tǒng)的時鐘，這樣CRT顯示的將是經(jīng)過M個時鐘延遲后的16個數(shù)據(jù)信號。,（5）利用“單次”和“終端顯示”觸發(fā)方式，尋找和分析微處理器中如何達到某一種狀態(tài) 圖10-18是2-10進制的計數(shù)器計數(shù)不正確的顯示。應(yīng)該在99復(fù)位，結(jié)果在89就復(fù)位了。 這是什么原因呢？邏輯分析儀有驅(qū)動示波器的能力，可重新調(diào)整邏輯分析儀，觸發(fā)方法置起始顯示方式，觸發(fā)字置88，用觸發(fā)輸出來啟動示波器，則可發(fā)現(xiàn)在復(fù)位母線上的狀態(tài)90處有一個毛刺，如圖10-19，得知是在復(fù)位線上產(chǎn)生這一瞬變過程所致。,CLOCKS 0111 0101 1 0111 0110 2 0111 0111 3 0111 1000 4 0111 1001 5 1000 0000 6 1000 0001 7 1000 0010 8 1000 0011 9 1000 0100 10 1000 0101 11 1000 0110 12 1000 0111 13 1000 1000 14 1000 1001 15 0000 0000 16,圖10-18二-十進制計數(shù)器計數(shù)情況,圖10-19 用邏輯分析儀驅(qū)動示波器來尋找故障,72頁,104 實訓(xùn),1整機元件可靠性的研究 （1）實訓(xùn)目的 熟悉數(shù)字存儲示波器的面板結(jié)構(gòu)及測量方