1、1 1 1 1 1目录退出下一页上一页最后一页章节目录10.1 存储示波器10.2 逻辑分析仪10.3 现代电子测量仪器的应用10.4 实训 2 2 2 2 2目录退出下一页上一页最后一页第10章 现代电子测量仪器n本章要点n存储示波器的组成、原理框图n存储示波器的几种显示方式n逻辑分析仪的组成、原理框图n逻辑分析仪的几种显示方式n现代电子测量仪器的应用3 3 3 3 3目录退出下一页上一页最后一页10.1 存储示波器 通用示波器存在的缺点 存储示波器分类：模拟存储示波器和数字存储示波器。数字存储示波器采用数字电路，将输入信号先经过AD变换器，将模拟波形变换成数字信息，存储于数字存储器中，需要
2、显示时，再从存贮器中读出，通过DA变换器，将数字信息变换成模拟波形显示在示波管上。4 4 4 4 4目录退出下一页上一页最后一页n10.1.1 存储示波器主要技术参数指标1.分辨力 用二进制的位数来表示，位数决定了垂直方向上的量化台阶数目。分辨力的位数越多，说明测量准确度就越高。也可以用百分数表示，见表10-1所示：2.采样速度 采样速度表示数字波形存储器A/D转换速度。采 样速率的大小与捕捉信号的能力有直接关系，见表10-2所示。5 5 5 5 5目录退出下一页上一页最后一页 0.02%4096 12位 10位 8位 1.6%64 6位分辨力（用百分数表示）台阶个数分辨力（用二进制位数表示）
3、0.09%1024 0.4%256表10-1 分辨力的表示6 6 6 6 6目录退出下一页上一页最后一页表10-2 80ns1.6s被测脉冲波形的最小上升时间6.66MHz330kHz采用正弦插入时，被测波形的最高频率2MHz100kHz一般情况下被测波形的最高频率20MHz1MHz采样速率4页7 7 7 7 7目录退出下一页上一页最后一页 3.存储长度 存储长度即存储器的容量，用多少K字来表示。存储长度表明水平方向划分细微的程度、存储长度的倒数称为水平分辨力。1/40964096（字）（4K）1/20482048（字）（2K）1/10241024（字）（1K）水平分辨力存储长度 水平分辨力越
4、高，说明数字存储器显示的波形与实际波形越接近。表9-38 8 8 8 8目录退出下一页上一页最后一页n10.1.2 存储示波器的基本组成、原理框图 1.存储示波器的基本组成 由Y轴放大器、A/D转换单元、D/A转换单元、存储单元、时钟发生器、控制逻辑单元、接口逻辑单元、触发放大器、电源等部分组成。如图10-1所示。Y1放大器Y1输 入Y2输 入A/D转 换 器时 钟 发 生 器分 频 器触 发 放 大 器逻 辑 控 制x D/A转 换触 发 输 入RAMY2放大器y D/A转 换A0-A9Di0-Di7DO0-DO7D0-D9电 源图10-1 存储示波器的基本组成9 9 9 9 9目录退出下一
5、页上一页最后一页2基本工作原理 被测信号输入仪器后，首先将放大的模拟信号转换为数字信号。一般说来，波形愈复杂的信号要求的取样速率愈高。对于单次信号要求f 0(4-10)f x。步进系统在触发信号的作用下产生步进脉冲，一方面启动取样门，对被测信号进行取样和AD变换如图10-2所示：1010101010目录退出下一页上一页最后一页图10-2 波形的取样和编码1111111111目录退出下一页上一页最后一页 一方面启动CPU，于是CPU指定一个寄存器作为地址计数器，在初始化期间存放了首址。CPU工作后，地址计数器向RAM送出地址，将变换后的数字信号存入指定的单元。每写入一个数据，地址计数器则加1，并
6、将地址数送至X 轴的IO，经DA变换后产生阶梯波信号。当需要即时显示时，该信号能作为X扫描用的阶梯信号，送至X偏转系统以作扫描之用。同时该信号还送至步进系统，使其产生新的步进脉冲，作为产生一次新的数据写入循环用。在取样、存储过程中，地址计数器将写地址顺序递增，并一一送往RAM，以确保每组数据写入相应的存储单元中去，直至写完一个页面为止。如图10-3所示，这就是RAM的写过程。1212121212目录退出下一页上一页最后一页图10-3 RAM写入过程1313131313目录退出下一页上一页最后一页 地址计数器用于循环计数。它的最大计数值恰好等于RAM的一个页面的存储容量；相当于X轴扫描一行所需的
7、数据。以上所述过程为顺序取样方式。存储单次波形时要用“实时取样”方式。1414141414目录退出下一页上一页最后一页当需要显示被测信号时，按照地址计数器给出的地址:一方面控制RAM以固定速度读出数据到Y通道的DA变换器内，将被测信号还原为模拟信号。同时还将地址计数器的内容(即计数用脉冲)送往X通道DA变换器，用来产生扫描用阶梯信号，如图10-4所示。显示时，X偏转板加阶梯波信号，Y偏转板加被测信号。X轴的阶梯递增时只需显示平顶，跳变部分要消隐，以使显示的波形清晰。1515151515目录退出下一页上一页最后一页图10-4 显示过程1616161616目录退出下一页上一页最后一页n10.1.3
8、几种显示方式 1.基本显示方式 基本显示方法是指被测波形的数据已存入RAM时的显示。显示时能够根据需要去读出指定页面的数据，并予显示。2.刷新显示方式 原已显示的一帧波形，在存储器一个单元写入新数据的同时，也将该单元的数据读出。由于写入速度慢，读出速度快，新数据能够马上读出并显示出来。写入、读出和扫描都是从0地址开始，写完一帧波形，也显示完该帧波形。原来显示的波形则自左至右消失，屏幕上可显示出瞬态波形的描绘过程。1717171717目录退出下一页上一页最后一页 3.滚动显示方式 滚动显示时信号存储器存满后，会使所有数据在存储器中的地址不停地向上移动，冲出旧数据，存入新数据。因此，新的数据出现在
9、屏幕的最右边。不需外加触发信号，图形自右至左滚动，从屏幕右边进入，从屏幕左边离去。在观测过程中，也可以将感兴趣的波形数据予以锁存，使图形固定在屏幕上。4.双踪显示 轮流对Y1和Y2两个通道信号取样，奇数地址存入Yl的数据，偶数地址存入Y2的数据。读数时先读Y2的数据，再读Y1的数据，并将两组数据进行交替显示。1818181818目录退出下一页上一页最后一页10.2 逻辑分析仪 在数字系统的测试中，逻辑功能测试已成为首要形式。仅用示波器进行时域过程的测试，已难以评价电路和系统的性能。二十世纪七十年代初出现了逻辑分析仪，有效地解决日益复杂的数字系统的检测和故障诊断问题。1919191919目录退出
10、下一页上一页最后一页n1021 逻辑分析仪简介 逻辑分析仪是用来测量数据域的仪器。它能对数字逻辑电路和系统在实时运行过程中的数据流或事件进行记录和显示，并通过各种控制功能实现对数字系统的软、硬件故障分析和诊断。它能够用表格形式、波形形式或图形形式分别显示具有多个变量的数字系统的逻辑状态、时序关系或实时运行过程，也能用汇编语言格式显示运行时的数字系统的软件，来实现对数字系统的硬件和软件进行跟踪测试，它对包含大量软硬件的数字设备和系统调试是很适用的，可以大大提高系统的调试效率。面向微处理器的逻辑分析仪。2020202020目录退出下一页上一页最后一页1.对逻辑分析仪的基本要求（1）能跟踪与显示状态
11、数据流；（2）能捕获并显示任一指定的数据块；（3）能分析并显示控制信号之间的时间关系；（4）能捕捉并显示来自系统内部噪声和外部干扰引 起的毛刺噪声及毛刺等往往 造成硬件出错；（5）能实时检测故障，诊断故障。2121212121目录退出下一页上一页最后一页1.逻辑分析仪的功能特点（1）足够多的输入通道 如要检测一个具有16位地址的微机系统，逻辑分析仪至少应有16个输入通道。若考虑到同时监视数据总线、控制信号和IO接口信号，则般都要有32个或更多的输入通道。通道数是逻辑分析仪的一个重要指标，通道数越多，所能检测的数据信息量越大，就更能充分地发挥它的功用。2222222222目录退出下一页上一页最后
12、一页（2）多种触发方式 现今的逻辑分析仪触发方式很多：对于软件分析，这些触发功能使它可以跟踪系统运行中的任意程序段；对于硬件分析，触发能力可以解决检测与显示系统中存在的干扰飞毛刺问题。评价一种逻辑分析仪的好差，最重要的项指标是触发能力的强弱。（3）具有记忆能力 所有逻辑分析仪内部都有高速数据存贮器，因此它能快速记录数据。该存贮器的容量大小是分析仪的另一个重要指标，它决定了跟踪一次获取数据的多少。这种记忆能力使它可以观察单次现象和诊断随机故障。2323232323目录退出下一页上一页最后一页（4）具有负的延迟能力 逻辑分析仪的内部存贮器可以存贮触发前的信息，这样便可以显示出相对于触发点来讲是负延
13、迟的数据，这种能力有利于发现错误后回溯分析故障产生的原因。（5）具有限定能力 所谓限定能力就是对所获取的数据进行鉴别挑选的一种能力。限定功能解决对单方向数据传输情况的观察以及复用总线的分析问题。由于限定可以删除与分析无关的数据，这就有效地提高了分析仪数据存贮器的利用率。2424242424目录退出下一页上一页最后一页（6）简明而直观的显示方式 为适应不同的分析方法的需要，逻辑分析仪就要有相应的显示方式。对于系统的功能分析，它有功能显示；为便于了解系统工作的全貌，有图形显示；对于时间关系分析，有用高低电平表示逻辑状态的时间波形图显示；对于电气性能分析，有窄脉冲显示以及表示输入信号幅度和前后沿的电
14、平显示等等。2525252525目录退出下一页上一页最后一页（7）具有驱动时域仪器的能力 数据流状态值发生的错误常来源于时间域的某些失常。引起失常的原因往往是毛刺、噪声干扰或时序的差错。分析仪驱动时域仪器的能力弥补了它进行电气性能分析的某些欠缺。逻辑分析仪与示波器这两类仪器具有相辅相成的关系，它们在不同领域中有不同的地位和作用。（8）为了适应各种不同类型逻辑元件，逻辑分析仪的输入电平阈值应是可调的，其采样速率应合适，2626262626目录退出下一页上一页最后一页n10.2.2 逻辑分析仪的基本组成、原理框图 1.逻辑分析仪的基本组成 （1）逻辑分析仪基本组成简图 逻辑分析仪的基本组成是数据捕
15、获和数据显示这两个部.如图10-5所示。数据捕获是要捕获观察分析的数据并将其存储；数据显示是用多种形式显示这些数据。数据捕获部分由数据收集、数据存储和数据触发控制三部分组成。分析仪在数据捕获后便转入数据显示阶段。2727272727目录退出下一页上一页最后一页图10-5 逻辑分析仪基本组成简图2828282828目录退出下一页上一页最后一页q 逻辑状态分析仪和逻辑定时分析仪。逻辑分析仪主要为监视数字设备的软件程序的运行状况而设计的。状态分析仪中无需时钟发生器。这类仪器是进行软件调试的工具。2929292929目录退出下一页上一页最后一页 逻辑定时分析仪是为显示分析数字设备各通道波形的时序关系而
16、设计的。它尽可能忠实地再现各通道的逻辑波形。定时分析仪应有内部时钟发生器，产生比被测设备系统时钟频率高得多（510倍）的采样时钟，且在该时钟控制下记录数据，与被测系统异步工作。这类主要用于调试检测硬件。3030303030目录退出下一页上一页最后一页 2.智能逻辑分析仪框图 图10-6 智能逻辑分析仪框图3131313131目录退出下一页上一页最后一页（1）智能仪器逻辑分析仪的各部分的作用 逻辑分析仪的各个部分的联系是微处理器通过内部总线进行的；PROM中存有控制整个逻辑分析仪的基本程序；RAM则用来暂存信息，例如暂时存储操作人员设定的触发延迟量或选定的显示方式等信息；字符发生器用来生成各种显
17、示方式所需要的字母、数码等字符；键盘及其控制电路用来设定逻辑分析仪的工作方式。3232323232目录退出下一页上一页最后一页（2）数据的收集 为了跟踪被测系统的数据流，逻辑分析仪应该把被测系统总线上发生的所有状态信息尽可能无遗漏地不断采集到它的数据存储器中，作为待分析显示的原始数据，这个过程称为数据收集。逻辑分析仪数据收集部分主要由输入探头、采样时钟发生器和数据寄存器或锁存器组成。3333333333目录退出下一页上一页最后一页（3）数据的存储 为了防止漏检漏测，要求信息一出现就能捕获它，并且存储起来。具有存贮功能的逻辑分析仪，不仅可以观测重复性的数据流，而且也可以观测单次出现的随机数据。数
18、据的存储分为：数据顺序存储和数据选择性存储。（4）触发方式 逻辑分析仪设有多种触发方式，为了便于在较小的存贮容量范围内采集和存贮所需观测点前后变化的波形。3434343434目录退出下一页上一页最后一页 组合触发 逻辑分析仪具有“字识别”触发功能，操作者可以通过仪器面板上的“触发字选择”开关，预置特定的触发字，被测系统的数据字与此预置的触发字相比较，当二者符合时产生一次触发，设置触发字时，每一个通道可取三种触发条件：0，1，X。“1”表示该通道为高电平时才产生触发，“0”表示某 通道为低电平时产生触发，“X”表示通道状态“任意”，也即通道状态不影响触发条件。各通道状态设置好后，当被测系统各通道
19、数据同时满足上述条件时，才能产生触发信号。如图10-7所示3535353535目录退出下一页上一页最后一页图10-7 四通道组合触发实例3636363636目录退出下一页上一页最后一页 组合触发方式也称为内部触发方式，还称它为基本触发方式。如上例，采集数据流中，出现1001或1101时，产生触发脉冲，停止数据采集，存贮器中存入的数据是产生触发字之前各通道的状态变化情况，对触发字而言是已经“过去了”的数据。显示时，触发字显示于所有数据字之后，故也称它为基本的终端触发方式。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前一段时间各通道状态的变化情况，即
20、被测系统故障发生前的工作状况，显然，这对于数字系统的故障诊断提供了相当方便的手段。3737373737目录退出下一页上一页最后一页 延迟触发 在故障诊断中，常常希望既能看到触发点前的情况，又能看到触发点后的情况，这时则可设置一个延迟门，当捕获到触发字后，延迟一段时间后再停止数据的采集，则存贮器中存贮的数据就包括了触发点前后的数据。延迟触发常用于分析循环、嵌套循环一类程序(配合序列触发方式)，也常用于观察跳动性的偶然故障，因为它能够观察到跳动前后的有关信息。延迟触发的一个极端出现这种情况：当延迟门关闭数据采集时，存贮器中数据的第一个字刚好是原设定的触发字，则存贮器中存贮的数据全部是捕获触发字后的
21、数据，这种触发称为始端触发。一般可控制延迟数刚好等于存贮容量的一半，可使触发字位于中间，这种特殊情况称为中心触发。3838383838目录退出下一页上一页最后一页 限定触发 限定触发是对设置的触发字加限定条件的触发方式。例如，对前述四通道触发字的选择再加入第五个通道Q，设定当Q=0时，触发字有效，Q=1时，触发字无效，第5个通道Q只作为触发字的约束条件，并不对它进行数据采集、存贮、显示，仅仅用它筛选去掉一部分触发字，这就是限定触发方式。3939393939目录退出下一页上一页最后一页 序列触发 序列触发是为检测复杂分支程序而设计的一种重要触发方式。当采样数据与某一预先设定的字序列(而不是一个字
22、)相符后才触发跟踪数据流。计数触发 较复杂的软件系统中常常有嵌套循环的情况存在，在逻辑分析仪的触发逻辑中设立一个“遍数计数器”，那么就能针对某次需观察的循环进行跟踪，而对其它各次循环不进行跟踪,这种方式叫做计数触发。4040404040目录退出下一页上一页最后一页 “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，可以在存贮器中存贮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作的现象和原因。除了上述介绍的6种触发方式外，有的逻辑分析仪还有以下的触发方式：当事件1或事件2出现n次后产生触发信号；事件1出现n次后出现事件2产生触发信号；事件1出现n次后出
23、现非事件2产生触发信号。4141414141目录退出下一页上一页最后一页1.逻辑分析仪的用途当需要完成下列工作时，请使用逻辑分析仪：（1）调试并检验数字系统的运行。（2）同时跟踪并使多个数字信号相关联。（3）检测并分析总线中违反时限的操作以及瞬变状态。（4）跟踪嵌入软件的执行情况。4242424242目录退出下一页上一页最后一页n10.2.3 几种显示方式 逻辑分析仪由触发脉冲停止数据收集、存贮捕获后，便传入数据显示工作周期。数据显示及其控制电路可以根据测量者指定的显示方式，把最后存入存贮器中的原始数据整理成便于阅读，利于分析的格式显示在CRT显示器的屏幕上。显示方式主要有两种：一种是伪时域方
24、式，它适用于硬件调试；另一种是状态域显示，它适用于软件调试。4343434343目录退出下一页上一页最后一页1伪时域显示方式 把存贮于存储器的原始数据，整理成与一般示波器显示方式相似的按时间变化的波形；所显示的波形并不是被测数据通道信号的真实波形，而是采样点上信号的逻辑电平随时间变化的伪时域波形，这称为伪时域显示。伪时域显示的定时图形例子如图10-8所示。其中每一行波形代表一个数据通道的逻辑电平随若干采样时钟周期变化的情况，并行的数据字自左到右竖列显示，第0个数据字在最左边，依次往右为第1，第2 个数据字等。伪时域显示方式主要是显示各通道数据的时序关系。这种显示方式也称为定时式显示，有利于对逻
25、辑硬件工作状态的分析。4444444444目录退出下一页上一页最后一页图10-8 伪时域显示4545454545目录退出下一页上一页最后一页2状态域显示方式 用“0”、“1”组合的逻辑状态表即真值表或图像形式把存储器中的原始数据显示出来，这就是所谓状态域显示。（1）数据表显示状态表显示也称为数据表显示。因为状态表的每一行，表示一个采样时钟脉冲对所有数据通道捕获的一个数据字。根据测量者需要，状态信息可以用二进制数，八进制数和十六进制数来显示，智能分析仪还可用汇编语句显示。如图10-9所示为状态的数据表显示方式的例子。4646464646目录退出下一页上一页最后一页 显示状态计数器用来确定字符在C
26、RT上的显示位置。其中多显示时钟发生器用来产生显示及控制的同步时钟，水平状态计数器用来决定位(Bit)，即水平扫描线的位置；垂直状态计数器用来决定字，即垂直扫描线的位置。图10-9 数据表显示4747474747目录退出下一页上一页最后一页（2）点图显示 点图显示方式是利用位于显示屏幕上不同位置的点来表示存贮器中的各个数据字，并一齐显示出来的。逻辑分析仪的存储器504 X 16DACDACFF高8位00低8位00FFFFFF图10-10点图显示方式4848484848目录退出下一页上一页最后一页图10-11 程序流程的图像显示4949494949目录退出下一页上一页最后一页 这段程序中包括一个
27、主程序和若干个子程序，当程序运行时，其地址流被采样并存贮于分析仪中，采用图像显示方式得到程序地址流的点图，光点接地址递增顺序自左至右，从下面上的规律转动。因此，该程序段的点阵图中，主程序地址数据在屏幕上表现为按序右移的水平光点，在主程序的某地址的指令被执行后，要转去执行子程序SUB1，这个子程序的开始地址，即是主程序执行上述指令后的下一个被取样地址。由点图显示的程序地址流清楚地表明下一个光点处于不同水平线位置上。5050505050目录退出下一页上一页最后一页 在执行了SUBl后，程序返回主程序，这时点图上光点又回到主程序地址所对应的位置上。在执行若干步主程序指令之后；再次去执行SUBl时，光
28、点又在SUB1的地址所对应的位置上重复显示。在执行子程序SUB2及其嵌套子程序SUB2A时；光点有类似的变化。由于子程序SUBl在整个程序流中执行了两次，因此与它所对应的光点亮度要亮些，这就提供了识别程序段中那些补充执行的相对频繁程度的一种有效方法。5151515151目录退出下一页上一页最后一页 对于既定的通道探头与测试点的连接方法是不同程序流程所对应的点阵不相同，如果由于软件或硬件故障造成一个程序出错，那么错误程序和正常程序流程的点阵图不会一样。利用点阵图像显示方式，很容易发现其中的错误。数字系统测试或维护人员可以先用点阵图像显示方式一目了然地对程序流程进行观察，以便迅速发现其中的错误，然
29、后再应用状态数据表显示方式或伪时域显示方式查出出错的确切原因。应当注意，如果通道探头与测试点进行不同的连接，将会得到不相同的点阵图，选择通道探头和测试点的原则应使得CRT屏幕上显示的点阵图易于识别程序流的规律。5252525252目录退出下一页上一页最后一页3数据比较 逻辑分析仪一般都具有数据比较显示方式，就是将被观测的数据不断地与标准数据进行比较并同时显示在CRT屏幕上，立刻就会发现错误数据。能够进行数据比较的逻辑分析仪，有两组存储器，一组为数据存储器A，用来存储被测数据；另一组为参考存储器B，用来存储标准数据的。5353535353目录退出下一页上一页最后一页 在状态显示方式中，若A存储器
30、与B存储器，两个存储器内容(每字每位)相同时，数据表的亮度不变，若A存储器与B存储器，两个存储器内容不相同时，则数据表中不同部分的位Bit位置上的状态值被加亮。如果采用伪时域显示方式，则A、B存储器的内容可以交替以定时波形图显示。在点阵图像显示方式，A、B存储器的内容则交替地从光点流的形式显示。这种显示方式主要用于生产测试和故障查找。5454545454目录退出下一页上一页最后一页10.3 10.3 现代电子测量仪器的应用现代电子测量仪器的应用n10.3.1 10.3.1 存储示波器的应用存储示波器的应用1 测量脉冲参数（1）测量脉冲上升时间 脉冲的上升时间是脉冲的重要指标。由于波形存储器具有
31、负延迟功能，所以能把脉冲的整个上升过程捕获和记录下来，如图10-12所示。5555555555目录退出下一页上一页最后一页图10-12 脉冲上升时间测量5656565656目录退出下一页上一页最后一页 利用计算机的程序得到电压最大值Umax 和Umin。U=Umax UminUA=(Umax Umin)10%UB=(Umax Umin)90%利用计算机程序找出UA、UB的对应时间tA和tB。tA=K(t)nA tB=K(t)nB其中K(t)为采样速率，nA，nB采样脉冲数值，则上升时间tr=tBtA由于波形存储器的采样速率很高，tr的误差 tr=)(%)1.021(tK5757575757目录
32、退出下一页上一页最后一页（2）测量脉冲间隔 用计算机找出最大值，然后求出最大值的50%相应的两点A和B的时间（即tA和tB），故脉冲宽度tW=tBtA图10-13 脉冲间隔的测量UAUBtAtBt05858585858目录退出下一页上一页最后一页（3）测量脉冲宽度 用计算机找出最大值，然后求出最大值的50%相应的两点A和B的时间（即tA和 tB），故脉冲宽度tW=tBtA图10-14 脉冲宽度的测量utABtAtB100%50%05959595959目录退出下一页上一页最后一页2观察直流电源合闸时的过渡过程 直流电源合闸时是单次过程，要用等待触发的实时取样操作。如图10-15 电源的输出端接到
33、示波器的触发输入端，同时也接到Y输入端，幅度大时可接衰减器。接通交流电源，电源从“0”到最大的过渡过程及幅度变化在屏幕上能够显示出来，一般电源的过渡时间在516ms之间，并且能够看出在合闸瞬间，有一个小的冲激脉冲。6060606060目录退出下一页上一页最后一页图10-15观察电源合闸过程6161616161目录退出下一页上一页最后一页n10.3.2 逻辑分析仪的应用1逻辑分析仪的主要技术指标衡量逻辑分析仪水平的技术指标主要有以下几项（1）输入通道 通道数的多少是逻辑分析仪的重要指标之一。如果要同时观察数据总线和地址总线上的数据和地址信息，必须用的输入通道数目应为数据线和地址线的总和。输入通道
34、除了数据占用外，还有时钟输入通道、限定输入通道。输入阻抗是输入通道的另一项指标，阻抗大小，将直接影响被测电路的电性能。6262626262目录退出下一页上一页最后一页（2）时钟频率 时钟频率决定取样频率，取样速率的高低对数据采集有着十分重要的关系。如有一个输入信号，在不同的取样速率下将有着不同的输出结果。为了能得到更高的清晰度，多采用非同步方式，用高于几倍被测系统的时钟频率来进行取样。国外的逻辑分析仪时钟频率一般取50MHz，最高可达660MHz。6363636363目录退出下一页上一页最后一页（3）存储量 一般逻辑分析仪都配有高速随机存储器，内存容量可以表示为NM（N：通道数，M：存储数据位
35、/通道）。有的还增加一个参考存储器，在进行状态显示时，可以并排地显示两个存储器中的内容，以便于比较。在内存为一定值时，为了提高速度，可以通过变换数据通道的方法，灵活地利用内部存储器，来提高一次可记录的字数，从而扩展逻辑分析仪的功能，这样对不用的通道所占据的存储容量也可以充分利用起来。6464646464目录退出下一页上一页最后一页（4）触发功能 逻辑分析仪具有灵活准确的触发功能，可以显示触发前、后输入数据或以触发为中心的输入数据。它可以在长长的数据流中，对人们感兴趣的那部分信息，进行准确定位、捕获和分析。触发功能是评价逻辑分析仪水平的重要指标。6565656565目录退出下一页上一页最后一页
36、时序触发：预置几个触发字，按照选定的时序一一得到呼应。延迟触发：借助于延迟计数器检测一个与预置触发字有关，这种功能使有限的存储容量得到充分的发挥。毛刺触发：它的主要特点是一旦系统中出现不应该出现的毛刺时，分析仪就能进行触发并显示在CRT上，供分析用。锁定功能：主要用于捕获两个取数时钟之间出现的信号，可以将出现在两个时钟之间的脉冲信号进行捕获。限定功能：利用不显示的输入通道，对所感兴趣的数据信号，加以一定的限制条件，使触发和显示的数据是唯一的。6666666666目录退出下一页上一页最后一页（5）显示方式 智能逻辑分析仪，显示方式多种多样，如各种进制的显示，ASCII码，各种光标，助记符的显示，
37、菜单显示，反汇编，比较表等。6767676767目录退出下一页上一页最后一页2逻辑分析仪的应用（1）显示数据流 对于状态逻辑分析仪，显示数据流是最基本的用途。如果要测试2-16进制的计数器的状态流，用探极的四个通道，接到被测计数器的输出端，不用的通道全部置于OFF位（包括通道Q0，Q1）然后选择触发字，若选0000，触发方式置起始显示，时钟输入用计数器的CP进行同步。在CRT上将显示出二-十六进制的输出状态流。6868686868目录退出下一页上一页最后一页 图10-16 二-十六进制计数的输出状态流6969696969目录退出下一页上一页最后一页（2）利用分析仪取出微处理机中的任何程序 状态
38、逻辑分析仪是分析软件、检查程序最好的工具。下面就HP3740A数字万用表的接通程序进行说明。首先将探极夹到被测电路中去，选择触发字和触发方式。在CRT上显示出程序流的情况。7070707070目录退出下一页上一页最后一页图10-17 接通程序中的程序流7171717171目录退出下一页上一页最后一页（3）利用“自激”触发方式，来检查电路重复信号 当正常工作时，从CRT上显示的将是0和1的叠加。发生故障时则显示1或0，这样就清楚地看出工作不正常，然后再仔细寻找故障产生的原因及故障地点。（4）“起始显示”和“起始延迟”的使用 存储器的容量总是有限的，为适应测量的要求，可以利用逻辑分析仪的延迟功能来
39、解决。首先将初始触发字设置好，如果要看M个时钟后的数据信号，则触发方式置起始延迟，延迟设定置M，时钟输入用系统的时钟，这样CRT显示的将是经过M个时钟延迟后的16个数据信号。7272727272目录退出下一页上一页最后一页（5）利用“单次”和“终端显示”触发方式，寻找和分析微处理器中如何达到某一种状态 图10-18是2-10进制的计数器计数不正确的显示。应该在99复位，结果在89就复位了。这是什么原因呢？逻辑分析仪有驱动示波器的能力，可重新调整逻辑分析仪，触发方法置起始显示方式，触发字置88，用触发输出来启动示波器，则可发现在复位母线上的状态90处有一个毛刺，如图10-19，得知是在复位线上产
40、生这一瞬变过程所致。7373737373目录退出下一页上一页最后一页 CLOCKS0111 0101 10111 0110 20111 0111 30111 1000 40111 1001 51000 0000 61000 0001 71000 0010 81000 0011 91000 0100 101000 0101 111000 0110 121000 0111 131000 1000 141000 1001 150000 0000 16 图10-18二-十进制计数器计数情况7474747474目录退出下一页上一页最后一页图10-19 用逻辑分析仪驱动示波器来寻找故障72页7575757
41、575目录退出下一页上一页最后一页104 实训 1整机元件可靠性的研究（1）实训目的 熟悉数字存储示波器的面板结构及测量方法。了解元器件或整机可靠性的判断（2）实训仪器及设备 数字存储示波器1台/组。整机1台/组（如电视机、影碟机、收录机等）。低频信号发生器1台/组。高频信号发生器1台/组。7676767676目录退出下一页上一页最后一页 脉冲信号发生器1台/组。（3）测试仪器连接图图10-20 测试仪器连接图7777777777目录退出下一页上一页最后一页（4）测试项目 电视机行振荡脉冲的频率、脉宽、幅度和上冲量。电视机行输出管在开机时承受的瞬态脉冲电压及电流。电视机视放管开机时集电极承受的
42、电压。收录机末级功放输出管在带负载开机时的瞬态波形。（5）实训报告内容根据测试结果，分析元器件及整机的可靠性。7878787878目录退出下一页上一页最后一页1 ROM片工作频率的测试（1）实训目的 熟悉逻辑分析仪的面板结构及测量方法。了解ROM工作频率的测试（2）实训仪器及设备 逻辑分析仪1台/组。数据信号发生器1台/组。频率计1台/组。ROM1块/组。（3）测试仪器连接图7979797979目录退出下一页上一页最后一页图10-21 测试仪器连接图（4）测试项目测试ROM片的最高频率（5）实训报告内容根据测试结果，简述测试方法。10.5 习题数据发生器逻辑分析仪ROM频率计地址时钟片选控制数
43、据8080808080目录退出下一页上一页最后一页附录附录C 部分习题参考答案部分习题参考答案部分习题参考答案 第1章1-5 0.09%；0.18%，测量110V电压时误差大。1-6 应选用15V、2.5级电压表1-7 绝对误差1A，示值相对误差：1%、1.25%、5%1-8 1140 12601-9 98.8mV 101.2mV1-10 86.4，8.91，3.18，22.3，12.6，15.4，32.41-11 3.42，3.43，182.2，190，60.74，70.08181818181目录退出下一页上一页最后一页第3章3-4 f=400Hz3-5 fL=0.4Hz3-6 BW 120
44、MHz3-7 U=25mV3-8 （1）2.5V，3.3kHz；（2）2V，5kHz；（3）1V，4kHz。3-9 （1）900，（2）720，（3）1080。第4章4-7 0.210-6；0.210-5；0.210-44-8 Tx=0.5ms8282828282目录退出下一页上一页最后一页第5章5-4 均值表测量时：正弦波=28.3V，三角波=29.6V，方波=44.4V；峰值表测量时：正弦波=28.3V，三角波=28.3V，方波=28.3V；有效值表测量时：正弦波=20V，三角波=23.1 V，方波=40V。5-5（2）正弦波：7.07V，4.5V，5V；方波：7.07V，7.07V，7.07V；三角波：7.07V，3.56V，4.09V5-6（1），4；（2）10V；（3）0.026%，0.084%。5-9，n=3。8383838383目录退出下一页上一页最后一页第7章7-2 507-4 538pF，0.127-5 99.8mH，2.57-6 16H，68.4
