《数据域测量与仪器》PPT课件

本章要点：数据域测试方法、逻辑笔与逻辑分析仪的组成 原理及应用。
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第8章 数据域测量与仪器
8.1数据域测量的基本概念 传统时域测量仪器对模拟电路与系统的测试是行之有效的。 但对于复杂数字电路与系统的测试却未必奏效，甚至完全无能 为力。这是由数据域测量的特点所决定的。 8.1.1 数据域测量的特点 数据域测量就是对数据流的测量，它面向的测量对象是数 字逻辑电路。数字逻辑电路以二进制数字“0”和“1”的方式 来表示信息。在每一特定时刻，多位0、1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数据流。 因此，数字系统是以数据或数据字作为时间或时序的函数，而 不是将电压作为时间或频率的函数。
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第8章 数据域测量与仪器
（3）数字信号是多通道传输的 一个字符、一个数据、一条指令或地址是由多位数据（bit） 组成的。因此，数据域测量仪器应具有多个输入通道，每个器 件都与总线相接，如同“悬挂”在总线上（即“挂”在总线 上），每个器件依靠一定的时序节拍脉冲工作。所谓总线是指 能同时传输数字信息所需的可以复用的多根导线。 （4）数字信息的传输方式多种多样 数字信号是脉冲信号，数字信息则用高低电平及二者的组 合来表示。数字信息可以以串行方式（bit）或并行方式（byte） 传输，也可以同步传输或异步传输。并行传输比串行传输的信 息传输速度快，但所需的硬件多。串行传输一般应用于远距离 数据传输中。由于总线是复用精的选p，pt 因此，数据域测试
第8章 数据域测量与仪器
第8章 数据域测量与仪器
8.1 数据域测量的基本概念 8.2 数据域测试技术 8.3 逻辑分析仪 本章小结
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第8章 数据域测量与仪器
第8章 波形测试与仪器
学习参考：逻辑分析仪是数据域测量的主要工具，常用于 数字系统的故障检测、故障定位、故障诊断以及数据流的检测 与显示。本章主要介绍数据域测量技术及逻辑分析仪的组成原 理与应用。要求通过学习掌握数据域测试方法，了解逻辑笔、 逻辑分析仪的组成及应用，理解逻辑分析仪的工作原理。
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第8章 数据域测量与仪器
数据域测量的内容包括数字系统或设备的故障检测、故障定 位、故障诊断以及数据流的检测和显示。运行正常的数字系 统或设备的数据流是正确的；如果数据流发生错误，则说明 系统或设备存在故障。因此，只要检测出输入与输出的对应 数据流关系，即可明确系统功能是否正常、判断出是否存在 故障，并确定出故障的范围。
8.1.3 数据域测试仪器设备 数据域测试的目的是：判别数字电路或系统中是否存在 故障，即故障的诊断；或者确定故障在电路或系统中的位置， 即故障的定位。用于数据域测试仪器和设备包括以下几种： （1）万用表和数字电压表 万用表和数字电压表常用来测量数字电路或系统中各种 模拟量的大小，例如，D/A变换器的输出、A/D变换器的输入 等。
（6）数字系统的故障判别与模拟系统不同 模拟系统的 故障主要根据电路中某些节点的电压或波形来判别，而数字 系统中的故障判别往往依据信号间的时序和逻辑关系是否正 常来判别。造成数字系统出错精选的pp数t 据常混在正确的数据流
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第8章 数据域测量与仪器
中，有时发现故障时产生故障的原因早已过去。因此，在检 测与判别故障时，既要分析出错后的信息状态，又要捕获出 错前的信息状态。
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第8章 数据域测量与仪器
应能进行电平判别，确定信号在电路中的建立时间和保持时 间，并注意设备的结构、数据格式和数据的选择，应能够从 大量的数据流中捕获有分析意义的数据。
（5）数字信号的频率范围很宽 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输入键的选通脉冲却以ms(10-3s)计 量，可见数字信号的频率范围很宽。因此，数据域测试仪器 应能采集不同速度的数据。
（2）数字信号是按时序传输的 数字系统或设备具有一定的逻辑功能，系统中的信号是 有序的数据流，各信号之间具有严格的时序关系。因此，数 据域测试应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。例如，程序的执行必须在规定的控制 信号作用下，取出指令代码，进行译码，并发出完成该指令 的控制信号，这些逻辑关系是在控制器的作用下完成的。
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第8章 数据域测量与仪器
（2）逻辑笔和逻辑夹 逻辑笔和逻辑夹常用于测试简单数字电路的状态，即测 出电路某一点的状态是高电平、低电平，还是脉冲。逻辑夹 可测得多路信号电平。 （3）逻辑脉冲发生器（LG，Logic Generator） 逻辑脉冲发生器的外形与逻辑笔相似，能够产生数字电 路所需的不同宽度、幅度及频率的逻辑脉冲信号。 （4）逻辑分析仪 逻辑分析仪是多线示波器与数字存储技术发展的产物， 故又称为逻辑示波器。它能够对逻辑电路、甚至包括软件的 逻辑状态进行记录Байду номын сангаас显示，实现对逻辑系统的分析。
8.1.2 数字系统的特点 数字系统以数据或数据字作为时间或时序的函数，具有 以下特点： （1）数字信号是非周期性的 数字系统或设备按一定的时序工作。在执行一个程序时， 许多信号只出现一次，或者仅精选在pp关t 键时刻出现一次（例
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第8章 数据域测量与仪器
如中断事件）；某些信号虽然可能会重复出现，但并非是时 域上的周期信号，例如子程序的调用。因此，数据域测试应 能捕获单次信号和非周期信号，这对于示波器等传统仪器来 说是很难做到的，更难以发现故障。
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第8章 数据域测量与仪器
（5）示波器 示波器也是数字电路或系统调试及维修的常用测试仪器， 用于测试脉冲的各种参数与信号幅度，比较输入信号的波形、 相位、幅度及其相互关系。多通道的示波器与特征分析仪、 逻辑分析仪一起常被用来测试数字系统的动态特性。 8.1.4 逻辑笔和逻辑夹 1.逻辑笔 逻辑笔具有结构简单、使用方便的特点，特别适合测试 一般门电路和触发器的逻辑关系。图8.1为逻辑笔的外形结构 图，顶端的两个红绿灯用于指示数字电路某一端点的逻辑状 态，红灯亮表示是逻辑“1”（高电平），绿灯亮表示是逻辑 “0”（低电平）。逻辑笔对被精测选pp点t 逻辑状态的响应如表8-1所