[高等教育]電子測(cè)量第8章數(shù)字系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)(編輯修改稿)
2025-03-20 07:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 源 通用數(shù)字信號(hào)源的結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)器多路器格式化器多路器格式化器輸出放大器通道0通道K存儲(chǔ)器nn11mm分離電路分配器序列寄存器分頻器外部時(shí)鐘起/ 停內(nèi)部時(shí)鐘和起/ 停產(chǎn)生地址計(jì)數(shù)器............輸出放大器......數(shù)據(jù)的產(chǎn)生 ◆ 序列存儲(chǔ)器在初始化期間寫(xiě)入了每個(gè)通道的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址由地址計(jì)數(shù)器提供。在測(cè)試過(guò)程中，在每一個(gè)作用時(shí)鐘沿上，計(jì)數(shù)器將地址加 1 ◆ 多路器可將多個(gè)并行輸入位轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流。對(duì)于低速的數(shù)字信號(hào)源，多路器可以不要，從數(shù)據(jù)的每個(gè)數(shù)輸出可直接產(chǎn)生一個(gè)串行數(shù)據(jù)流 ◆ 格式化器將數(shù)據(jù)流與時(shí)鐘同步 ◆ 格式化器的輸出直接驅(qū)動(dòng)輸出放大器，放大器的輸出電平可編程 微處理器時(shí) 鐘 及 時(shí) 序 電 路數(shù) 據(jù) 算 法 、 控 制 及 產(chǎn) 生圖 形 庫(kù)R A M , E P R O M , R O M 及 控制數(shù) 據(jù) 發(fā) 生移 位 寄 存 器 或高 速 緩 存驅(qū)動(dòng)加 速 及 驅(qū) 動(dòng)可 控 制 電 源至被測(cè)（ 2）產(chǎn)生確定的數(shù)字信號(hào) 確定信號(hào)流的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器框圖 ? 確定數(shù)字信號(hào)發(fā)生器組成：微處理器、數(shù)據(jù)發(fā)生、時(shí)鐘及時(shí)序電路、加速及驅(qū)動(dòng)。 ? 產(chǎn)生方式：硬件為主、軟件為主。 ? 圖形庫(kù)：根據(jù)需要存儲(chǔ)某些測(cè)試圖形，庫(kù)中的數(shù)據(jù)可供調(diào)用、拼裝等應(yīng)用。 ? 時(shí)鐘及時(shí)序電路：滿足嚴(yán)格的定時(shí)及時(shí)序關(guān)系，常為多時(shí)鐘工作。 ? 加速驅(qū)動(dòng)：滿足存儲(chǔ)、工作速度及各種驅(qū)動(dòng)要求。 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4+I時(shí) 鐘輸 出O（ 3）產(chǎn)生偽隨機(jī)信號(hào)的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器 偽隨機(jī)信號(hào)用帶有反饋的移位寄存器來(lái)產(chǎn)生。 四位線性反饋移位寄存器實(shí)例 特征分析儀 ◆ 采用特征分析技術(shù)的必要性 對(duì)各節(jié)點(diǎn)逐一地測(cè)試與分析使測(cè)試成本巨增 受封裝的限制，從多節(jié)點(diǎn)觀察測(cè)試響應(yīng)受到限制 內(nèi)測(cè)試的需要 ◆ 特征分析技術(shù) 從被測(cè)電路的測(cè)試響應(yīng)中提取出“ 特征” ，通過(guò)對(duì) 無(wú)故障特征 和 實(shí)際特征 的比較進(jìn)行故障的偵查和定位 特征分析 ◆ 由 LFSR構(gòu)成的單輸入特征分析器 D1h1h2+ +...hn1+D2Dn1DnQhn+M+ x 0 x 1 x 2 x n2 x n1 x n輸入 輸出若 hi=0 表示連線斷開(kāi) ， 若 hi=1， 表示連線接通 特征分析 ◆ 特征分析技術(shù)具有很高的檢錯(cuò)率 當(dāng)測(cè)試序列足夠長(zhǎng)時(shí)，特征分析的故障偵出率不低于 m211?， m為用作特征分析的 LFSR的長(zhǎng)度。當(dāng) m=16 時(shí)，故障偵出率高達(dá) % ◆ 由 LFSR構(gòu)成的多輸入特征分析器 (MISR) D Qh1h2hn1...D QhnD Q被測(cè)電路主輸出Q1Q2Q3Q4+I時(shí) 鐘輸 出OQ5Q6Q7Q8Q9Q1 0Q1 1Q1 2Q1 3Q1 4Q1 5Q1 6輸 入 P ( X ) 特征分析儀主要用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的檢測(cè)，他的核心部件是偽隨機(jī)二進(jìn)制序列發(fā)生器，其結(jié)構(gòu)如下： 偽隨機(jī)二進(jìn)制序列發(fā)生器檢測(cè) P(X) 特征分析 特征分析儀 電平檢測(cè)邊沿選擇窗 口形 成P R B S 發(fā) 生 器鎖 存譯 碼顯示電 平檢 測(cè)數(shù) 據(jù)鎖 存邊 沿選 擇開(kāi) 始停 止時(shí) 鐘輸 入 P ( X )作 用 時(shí) 鐘串行特征分析儀組成框圖如下： 特征分析儀基本框圖 （ 2）特征分析應(yīng)用 ◆ 基于特征分析的數(shù)字系統(tǒng)故障診斷原理 測(cè)試激勵(lì) 被測(cè)電路輸入特征特征 故障字典響應(yīng)比較 被測(cè)電路的無(wú)故障特征或某種故障下的特征可通過(guò)電路的邏輯模擬或故障模擬獲得 。 通過(guò)事前的模擬建立好特征 故障字典 ， 便可用于故障診斷 。 邏輯分析 ◆ 邏輯分析用于測(cè)試和分析多個(gè)信號(hào)之間的邏輯關(guān)系 及時(shí)間關(guān)系 ◆ 邏輯分析儀的特點(diǎn) 通道數(shù)多 存儲(chǔ)容量大 可以多通道信號(hào)邏輯組合觸發(fā) 數(shù)據(jù)處理顯示功能強(qiáng) 邏輯分析儀 主要內(nèi)容 : ? 邏輯分析儀的特點(diǎn)與分類(lèi) ? 邏輯分析儀的基本組成原理 ? 邏輯分析儀的觸發(fā)方式 ? 邏輯分析儀的采樣方式 ? 邏輯分析儀的顯示方式 ? 邏輯分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)與發(fā)展趨勢(shì) 邏輯分析儀的特點(diǎn)與分類(lèi) 1. 邏輯分析儀的特點(diǎn) : ? 輸入通道多 ? 數(shù)據(jù)捕獲能力強(qiáng) ,具有多種靈活的觸發(fā)方式 ? 具有較大的存儲(chǔ)深度 ,可以觀察單次或非周期信號(hào) ? 顯示方式豐富 ? 能夠檢測(cè)毛刺 2. 邏輯分析儀的分類(lèi) : ? 按工作特點(diǎn)分類(lèi) : (1) 邏輯狀態(tài)分析儀 (2) 邏輯定時(shí)分析儀 ? 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi) : (1) 臺(tái)式邏輯分析儀 (2) 便攜式邏輯分析儀 (3) 外接式邏輯分析儀 (4) 卡式邏輯分析儀 臺(tái)式邏輯分析儀 TLA 612 便攜式邏輯分析儀 卡式邏輯分析儀 外接式邏輯分析儀 Agilent E9340A 邏輯分析儀的組成原理 ? 邏輯分析儀的組成結(jié)構(gòu)如圖所示 ， 它主要包括數(shù)據(jù)捕獲和數(shù)據(jù)顯示兩大部分 。 邏輯分析儀原理結(jié)構(gòu) 信號(hào) 輸入 信號(hào) 外時(shí)鐘 輸入寄存器 FIFO 存儲(chǔ)器 時(shí)鐘 選擇 內(nèi)時(shí)鐘 內(nèi)觸發(fā)器 顯示 控制 CRT 門(mén)限電平設(shè)定 ＋ 觸發(fā)條件輸入 外觸發(fā)輸入 邏輯分析儀的觸發(fā)方式 ? 數(shù)據(jù)流：邏輯分析儀對(duì)被測(cè)信號(hào)連續(xù)采樣獲得的一系列數(shù)據(jù)。 通道 1 通道 8 100….1 100….1 000….1 000….0 采樣時(shí)鐘 000….0 000….0 100….0 100….1 100….0 100….0 采樣數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)流 ? 觸發(fā)：用來(lái)在數(shù)據(jù)流中選擇對(duì)分析有意義的數(shù)據(jù)塊 ， 即在數(shù)據(jù)流中開(kāi)辟的一個(gè)觀察窗口 。 ? 跟蹤：窗口中的全部數(shù)據(jù)稱(chēng)為一個(gè)跟蹤 。 即邏輯分析儀采集并在顯示器上顯示出來(lái)的一組數(shù)據(jù) 。 ? 觸發(fā)決定跟蹤在數(shù)據(jù)流中的位置 。 觸發(fā)字 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)窗口 跟蹤開(kāi)始 觀察窗口寬度： 邏輯分析儀存儲(chǔ)深度 1． 組合觸發(fā) ? 組合觸發(fā)：多通道信號(hào)的組合作為觸發(fā)條件，即數(shù)據(jù)字觸發(fā)。 每個(gè)通道的觸發(fā)條件可為： “ 1 ” “ 0 ” “ x ” 如： 8個(gè)通道的組合觸發(fā)條件設(shè)為： “ 011010X1” 則：該 8個(gè)通道中出現(xiàn)數(shù)據(jù)： 01101001 或 01101011 時(shí)均觸發(fā) 基本的 觸發(fā)跟蹤方式： ? 始端觸發(fā)： 指邏輯分析儀在被觸發(fā)是的數(shù)據(jù)為 存儲(chǔ)、顯示的第一個(gè)有效數(shù)據(jù) ? 觸發(fā)終止跟蹤： 觸發(fā)以前，邏輯分析儀就向存儲(chǔ)器中 以先進(jìn)先出的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。當(dāng)存儲(chǔ) 器存滿以后，邏輯分析儀才開(kāi)始搜索 觸發(fā)字，與此同時(shí)仍繼續(xù)用新的數(shù)據(jù) 更新舊的數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)觸發(fā)字，立 即停止存儲(chǔ) 觸發(fā)字 數(shù)據(jù)流
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