《数据域测量与仪器》PPT课件

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1、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1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。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。28.1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

2、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。3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

3、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。8.1.2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，或者仅在关键时刻出现一次（例4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。（2）数字信号是按时序传输的数字系统或设备具有

4、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。5（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

5、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。由于总线是复用的，因此，数据域测试6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，

6、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。（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。造成数字系统出错的数据常混在正确的数据流7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。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

7、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。8（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，LogicGenerator）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

8、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和显示，实现对逻