第七章 数据域测量

个窗口中的全部数据叫做一个跟踪（Trace），跟踪是
逻辑分析仪采集并在显示器上显示出来的一组数据，触 发是用来决定跟踪在数据流中处于什么位置。
第三节 逻辑分析仪
触发的识别是靠触发识别器来实现的，对于字触发， 识别器把输入的数据字与预先设定的触发字比较，两者 符合即产生触发，对于事件触发，则对符合的次数进行 计数，达到预置的计数值时产生触发。
第一节 概述
动态测试：在输入端接入各种可能的组合数据 流，测试输出数据流的情况，以判断 输出逻辑功能是否正确。，“动态测 试”既可以监测系统的逻辑故障，也 可以检测系统的物理故障，并将检测
出的故障定位于一定的范围内，实现
故障定位。
第一节 概述
测试产生问题 指的是如何得到能够检测电路全部“恒0”、 “恒1”故障的测试信号流的问题。这个数据流称 为“最小完全故障测试集”。 一般先通过一些算法确定出数字电路的“完 全故障测试集”，然后再将故障类型合并而得到
“最小完全故障测试集”。
第一节 概述
可测试性技术 可测性有多种定义，其中之一是：若对一 数字电路产生和施加一组输入信号，并在预定 的测试时间和测试费用范围内达到预定的故障
检测和故障定位的要求，则说明该电路是可测
的。
第一节 概述
可测性包括两种特性：
可控性：指通过外部输入端信号设置电路内部的逻
第一节 概述
数据域测量面向的对象是数字逻辑电路，其电
路的特点是以二进制数字的方式来表示信息，由多 位0和1的不同组合来表示具有一定意义的信息。 每一个特定时刻，多位0、1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。
第一节 概述
数据流表示方法： •各有关位在不同时钟作用下的高低电平； •各有关位在时钟序列作用下的“数据字”。
第二节 数据域测量仪器
对于研究和设计生产单位，为了进行全面的测试 或判别被测件使用的某些临界条件，常需要逻辑信 号发生器做信号源产生所需的测试信号。
这些信号通常由多位不同的逻辑值组成，称为测
试图形。
第二节 数据域测量仪器
产生较复杂的测试图形的常用方法： 算术图形产生法：通过分析找出测试图形中数据的规律 性，通过专门的硬件进行算术或逻辑 运算而产生。
当门电路输出为低电平时，发光二极管导通发亮； 当门电路输出为高电平时，发光二极管截止不发亮。 门电路输出的K2开关是控制输出电平是否经过一 个倒相器（非门）
第二节 数据域测量仪器
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。
输入组合 K2置1位 K2置2位
00
与门 01 10 11
亮
亮 亮 灭
数据，每当写时钟到来，计数值加1，并循环计数，故在
存储器满后，新的数据将覆盖旧的数据。
第三节 逻辑分析仪
数据显示 逻辑分析仪的数据存储和显示是交替进行的。在存储 阶段结束后，进入显示阶段，将存储的有效数据字逐个取 出加以显示。
第三节 逻辑分析仪
常用显示方式： 状态表显示（用于逻辑状态分析仪） 主要分析软件
发方式。
第三节 逻辑分析仪
计数触发 对符合条件的次数进行计数，达到预置的计数值时
才产生触发。
条件可以是一个字，也可以是字序列。
第三节 逻辑分析仪
毛刺触发 利用滤波器从输入信号中取出一定宽度的脉冲作为 触发信号，可以在存储器中存储毛刺出现前后的数据流， 有利于观察和寻找由于外界干扰而引起的数字电路误动
对于数字系统的研制和调试，特征分析仪则无能为 力，它通常只在现场维修中使用。
第三节 逻辑分析仪
一. 逻辑分析仪的基本组成
组成框图：
基本组成部分： 触发识别、数据获取、数据存储、数据显示
第三节 逻辑分析仪
触发识别 在逻辑分析仪中，触发用来在数据流中选择对分析 有意义的数据流，即在数据流中开辟一个观察窗口，这
第七章 数据域测量
第七章 数据域测量

第一节 概述

第二节 数据域测量仪器
第三节 逻辑分析仪

第一节 概述 一. 数据域测量的基本概念
•时域分析中，是以时间为自变量，以被观测信号 （电压、电流等）为因变量进行分析。
•频域分析中，是以频率为自变量，以各频率分量的
信号值为因变量进行分析。 •数据域分析中，是以时间或事件为自变量，以状态 值为因变量进行分析。
存贮响应法：把所需的标准图形存入大容量的存贮器
中，需要事先调入高速缓冲存贮器，然后 按要求的条件取出以供测试。
第二节 数据域测量仪器
四. 特征分析仪——数字系统的现场维修设备
在数字系统或设备设计制造时给有关结点标上 “特征”（是一组数据码，通常为4位16进制数）， 在维修时把实测数据与文本上给出的特征值进行比 较，就可以迅速查出故障，并把故障范围压缩到元
辑结点为逻辑“1”和逻辑“0”的控制能力； 可观察性：指通过输出端信号观察电路内部逻辑结 点的响应的能力。
第二节 数据域测量仪器 一. 简易逻辑测试设备
基本逻辑部件的测试 与门
第二节 数据域测量仪器
各门的输入端由开关K1进行控制。 接通K1（1位），表示接低电平，输入“0”信号；
不接K1（2位），表示接高电平，输入“1”信号。
第三节 逻辑分析仪
限定触发 是对设置的触发字加限定条件的触发方式。有时设 定的触发字在数据流中出现较为频繁，为了有选择的存 储和显示特定的数据流，逻辑分析仪就需要增加一些附
加通道用来约束或选择所设置的触发条件。
第三节 逻辑分析仪
序列触发 当采样数据与某一预先设定的字序列相符后才触发
跟踪数据流。主要为检测复杂分支程序而设计的一种触
产生触发信号。
第二节 数据域测量仪器
简单逻辑测试设备电路简单、价格便宜，使用 也方便。缺点是只能测静态或较简单的数字电路，
不能迅速、深入的分析复杂的数字系统。
第二节 数据域测量仪器
二. 逻辑分析仪 又称逻辑示波器，是数据域典型的测试仪器，能 较好地满足数据域测试的各种要求。 逻辑分析仪一方面是分析数字系统和计算机软、
第三节 逻辑分析仪
延迟触发 与始端触发和终端触发配合工作，即在触发产生时
并不立即跟踪，而是经过一定的延迟才跟踪。
延迟的对象：时钟延迟 事件延迟
第三节 逻辑分析仪
时钟延迟：
又称为字延迟，即触发后经过一定的采样时钟数后 才开始或停止存储有效数据（视选用始端触发还是终端 触发而定）。
第三节 逻辑分析仪
第二节 数据域测量仪器
逻辑笔测试响应
被测点逻辑状态 稳定的逻辑“1”状态（+2.4V~+5V） 稳定的逻辑“0”状态（0V~+0.7V） 在逻辑“0”与逻辑“1”状态（+0.7V~+2.4V） 单次正脉冲 单次负脉冲 逻辑笔响应 红灯稳定亮 绿灯稳定亮 两灯均不亮 绿——红——绿 红——绿——红
在显示器上每行显示一个数据字，可用二进制、八进
制、十进制、十六进制不同数制显示。 定时图显示（用于逻辑定时分析仪） 主要分析硬件 把每个通道的输入数据按时间序列以高低电平的方式 显示出来。
件级。
特征分析仪的关键技术在于如何从测试点上长的 数据流中得到所需的“特征”实测值。
第二节 数据域测量仪器
特征分析仪构造简单，使用方便，同时对使用者 在技术上要求不高，并且对数据流中的错误检出率 是很高的。但是应用特征分析仪有相当大的局限性， 只有对在设计时考虑了将来使用特征分析仪检测，
并准备好测试点特征值的数字系统或设备才能使用。
作的现象和原因。
第三节 逻辑分析仪
数据获取 获取数据采用采样方式，即在时钟的跳变沿上获取数据。
根据逻辑分析仪用途不同，采样可以与被测系统同步
工作，也可以异步工作。
第三节 逻辑分析仪
同步采样
利用被测电路的时钟或某些信号作为逻辑分析仪的
时钟进行采样。同步采样能保证逻辑分析仪按被测系统 的节拍工作，获取一系列有意义的状态。 采用外时钟的，用于分析被测系统逻辑状态的分析 仪叫逻辑状态分析仪（LSA），又叫同步分析仪。
两种表示方法虽然不同，但表示的数据流内容
却是一致的。
第一节 概述
数据域测量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。
第一节 概述

数字信号的特点：
•数字信号是按时序传递的
•信号一般是多路传输
•信息的传递方式是多种多样的 •数字信号频率范围宽 •信号有时是单次的或非周期性的
第三节 逻辑分析仪
终端触发 触发字是存储和显示的最后一个有效数据。存储器 中存储的数据全部是捕获触发字前的数据。
第三节 逻辑分析仪
如果触发字选择的是某一出错的数据字，那么逻辑
分析仪就可捕获并显示被测系统出现这一出错数据字之 间一段时间各通道状态的变化情况，即被测系统故障发 生前的工作状况，这有利于数字系统的故障诊断。
灭
灭 灭 亮
第二节 数据域测量仪器
逻辑笔
电路框图
第二节 数据域测量仪器
被测信号经过输入保护电路后同时加入高低电平比
较器，比较器将比较结果加至脉冲展宽电路，以保证在 测单个窄脉冲时有足够的时间点亮指示灯，进入判“0”、 判“1”网络（门电路），通过驱动电路使对应颜色的指 示灯发亮（一般为红色和绿色），输入保护电路用来防 止输入信号过大时对检测电路的损害。
硬件最有力的工具，另一方面它本身又与微机紧密
结合起来，产生了多种智能分析仪。
第二节 数据域测量仪器
三. 逻辑信号发生器 在应用领域可以采用“实装法”进行测试。用被
测器件置换一个正常工作系统中的同样器件，检查
系统运行是否正常。这种方法虽然简单，但很难查 出失效的具体原因，并且测试的可信程度还受所在 系统及运行情况的限制。
用于采样的外时钟可以是等周期的，也可以是非等
周期的。
第三节 逻辑分析仪
异步采样 采样时钟与被测系统没有同步关系。通常利用逻辑 分析仪内部的多种不同周期的采样时钟（等周期的）。 异步采样所采集的是等时间间隔离散点上的数据。 如果采样时钟周期选择恰当，显示器上显示的图形基本 上能反映信号的电平随时间的变化。采用这种方式的逻 辑分析仪被称为逻辑定时分析仪（LTA），时间分析仪
低频序列脉冲
红绿灯交替闪烁
第二节 数据域测量仪器
逻辑夹 逻辑笔在同一时刻只能显示一个被测点的状态， 而逻辑夹可以同时显示多个端点的逻辑状态。 电路结构:
第二节 数据域测量仪器
逻辑触发器
也叫逻辑触发探头，常与示波器配合使用，使 示波器能对应确定的并行信号触发。 逻辑触发器是一个多位的数字比较器，它把输 入的多路信号与设置的触发字相比较，如果相同就
或异步分析仪。
第三节 逻辑分析仪
注意： 如果时钟周期选择不当，采样后的波形将会严重失 真或者没有显示。
第三节 逻辑分析仪
数据存储
常用的存储器：
移位寄存器式存储器：每存入一个新数据，以前存储的 数据就移位一次，待存储满时最早存入的数据就被移出， 存储容量很有限。 随机存取存储器（RAM）：按规定的地址向RAM中写入
事件延迟： 通常是对触发字进行延迟，即检出一定数目的触发 字后再触发，也可以对特定的其它事件进行延迟。
第三节 逻辑分析仪
采用延迟的方法可以逐段观测数据流。若每次延迟 数字较上次的增加值等于存储器容量，则可在不改变触 发字的情况下使窗口扫遍整个数据流；
如果采用终端触发加适量延迟，并令延迟量不大于
存储器容量，则触发字可在显示窗口的任意位置； 终端触发中延迟数恰为存储器容量的一半时，触发 字位于窗口的中央，称为中心触发，可以用来分析触发 前后的情况。
第一节 概述 二. 数据域测量内容
故障类型 物理故障和逻辑故障
固定性故障和间发性故障
“恒0”故障和“恒1”故障
第一节 概述
故障测试和故障定位
故障测试大体分两种：
部件测试：对单元电路进行测试
整机测试：对整个逻辑系统的测试
第一节 概述
故障测试的基本方法： 静态测试：不加输入信号或加固定电位时的测 试，以判断电路各点电位是否正确。 主要用于检测物理故障，根据有问题 的电位点，可将故障定位于某个元件。
第三节 逻辑分析仪
触发方式： 始端触发 是指逻辑分析仪在被触发时的数据为存储、显示的
第一个有效数据（即存储器中的第一个数据与预设触发
字相同）。ห้องสมุดไป่ตู้存储器中存储的数据全部是捕获触发字后 的数据。
第三节 逻辑分析仪
为使触发字醒目，在各种触发方式中通常都把触发 字加亮或采用反衬显示。在用高低电位的图形显示存贮 数据时，触发字所对应的图形常用一串壳的短线标示。