现代电子测量技术教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

当代电子测量技术当代电子测量技术电子信息工程学院电子信息工程学院 王化深王化深Modern Electronic Measurement Technology第1页目目 录录第一章第一章 概述概述 第二章第二章 数字示波技术数字示波技术第三章第三章 数字化信号发生技术数字化信号发生技术第四章第四章 数据域测试技术数据域测试技术第五章第五章 自动测试系统自动测试系统第2页 本课教学安排本课教学安排1、课程安排、课程安排课堂教学课堂教学 14课时课时试验（二个整天）试验（二个整天）15课时课时考试：考试：1课时课时2、考评成绩、考评成绩总成绩总成绩=考试（考试（50）+试验（试验（20+30）第3页第一章第一章 概述概述第一节第一节 经典电子测量技术经典电子测量技术1、测量数据处理、测量数据处理2、显示测量技术、显示测量技术3、频率测量技术、频率测量技术4、电压测量技术、电压测量技术5、信号发生技术、信号发生技术6、频域测量技术、频域测量技术第4页第二节第二节 当代电子测量技术当代电子测量技术1、数字化测量技术、数字化测量技术2、智能化测量技术、智能化测量技术3、虚拟化测量技术、虚拟化测量技术4、自动测试系统、自动测试系统第一章第一章 概述概述第5页第二章第二章 数字示波技术数字示波技术第一节第一节 数字存放示波器组成和原理数字存放示波器组成和原理1、数字存放示波器组成、数字存放示波器组成（Digital Storage Oscilloscope，简写，简写DSO）第6页实际数字存放示波器通常将模拟示波器功效融实际数字存放示波器通常将模拟示波器功效融合进来，一个经典结构以下合进来，一个经典结构以下:第7页2、信号采样、信号采样 数字存放示波器均采取实时采样和非实时采样数字存放示波器均采取实时采样和非实时采样相结合方法（取样技术），信号采样关键实现部相结合方法（取样技术），信号采样关键实现部件是件是A/D转换器。转换器。对观察非周期信号和瞬态信号，实时采样方法对观察非周期信号和瞬态信号，实时采样方法能更加好地进行处理和分析。能更加好地进行处理和分析。3、波形存放、波形存放 把每个离散模拟量经把每个离散模拟量经A/D变换后，就能够得到变换后，就能够得到对应数字量。假如设法把这些数字量存到存放器对应数字量。假如设法把这些数字量存到存放器中，就相当于把一个模拟波形以数字量形式存放中，就相当于把一个模拟波形以数字量形式存放起来，这可利用微处理器来实现。起来，这可利用微处理器来实现。如图：如图：第8页第9页第10页 对于非周期单次波形以及频率较低周期波形，对于非周期单次波形以及频率较低周期波形，必须用实时采样方法。必须用实时采样方法。采样、变换和存放方案采样、变换和存放方案第11页4、存放波形显示、存放波形显示 把存放器中数据，按地址次序取出，并经把存放器中数据，按地址次序取出，并经D/A还原为还原为原来模拟量，同时将地址按次序送出，并经原来模拟量，同时将地址按次序送出，并经D/A转换成转换成阶梯波。把前一模拟量送到示波器阶梯波。把前一模拟量送到示波器Y轴，把阶梯波送到轴，把阶梯波送到示波管示波管X轴（作扫描），这么就能把被测波形显示在屏轴（作扫描），这么就能把被测波形显示在屏幕上。如图：幕上。如图：第12页第二节第二节 数字存放示波器特点数字存放示波器特点数字存放示波器与模拟示波器相比有下述特点数字存放示波器与模拟示波器相比有下述特点（1）长久存放波形）长久存放波形（2）信号采集和存放与显示过程分离）信号采集和存放与显示过程分离（3）含有各种触发方式）含有各种触发方式 能显示触发后信号，能显示触发前信号，能显示触发后信号，能显示触发前信号，毛刺触发、脉宽触发、窗口触发、逻辑组合触发、状态毛刺触发、脉宽触发、窗口触发、逻辑组合触发、状态触发以及电视视频信号触发等触发以及电视视频信号触发等（4）含有各种显示方式）含有各种显示方式定格显示定格显示 刷新显示刷新显示 滚动显示滚动显示（5）便于进行多波形分析比较）便于进行多波形分析比较（6）采取数字技术提升测量精度高）采取数字技术提升测量精度高（7）采取微处理器控制，含有智能仪器特点）采取微处理器控制，含有智能仪器特点第13页第三节第三节 数字存放示波器主要技术指标数字存放示波器主要技术指标1、最高采样速率、最高采样速率 采样速率是指单位时间内对模拟输入信号采样次数。采样速率是指单位时间内对模拟输入信号采样次数。最高采样速率由最高采样速率由A/D变换器转换速率来决定。变换器转换速率来决定。采样速率通常以采样脉冲频率（采样速率通常以采样脉冲频率（Hz）、每秒采样样本点）、每秒采样样本点数及存放数据位数来表示。在实际应用中，采样速率可数及存放数据位数来表示。在实际应用中，采样速率可依据所设定示波器扫描时间因数依据所设定示波器扫描时间因数Dx（t/div）来选择，但）来选择，但其上限则由示波器最高采样速率所限制。当扫描时间因其上限则由示波器最高采样速率所限制。当扫描时间因数数t/div确定之后，采样频率确定之后，采样频率fs计算公式为：计算公式为：fs=n/T式中：式中：n为对应于示波器屏幕水平线每格采样点数；为对应于示波器屏幕水平线每格采样点数；T为每格扫描时间。为每格扫描时间。比如：扫描时间为比如：扫描时间为10s/div，水平通道，水平通道D/A转换器采转换器采取取10位位D/A，示波器水平方向分为，示波器水平方向分为10个格，则每格采样个格，则每格采样数为数为1024/10=102.4点，采样频率点，采样频率fs为为10.24Ms/s。第14页2、系统带宽、系统带宽 数字存放示波器在存放工作方式下带宽（存放带宽）是数字存放示波器在存放工作方式下带宽（存放带宽）是以有效存放带宽和等效存放带宽来表征。以有效存放带宽和等效存放带宽来表征。有效存放带宽表征采取实时采样方式时可测量正弦波信号有效存放带宽表征采取实时采样方式时可测量正弦波信号最高频率；最高频率；等效存放带宽表征采取非实时采样技术时可测量正弦波信等效存放带宽表征采取非实时采样技术时可测量正弦波信号最高频率。号最高频率。数字存放示波器有效存放带宽两种定义当前还未统一。数字存放示波器有效存放带宽两种定义当前还未统一。一个是用一个是用A/D转换器采样速率二分之一来定义，即按照奈转换器采样速率二分之一来定义，即按照奈奎斯特频率极限给出，称为最大存放带宽。奎斯特频率极限给出，称为最大存放带宽。另一个是另一个是Tektronix企业首先提出了另一个较为合理存放企业首先提出了另一个较为合理存放带宽定义，即：带宽定义，即：有效存放带宽有效存放带宽=最大采样速率最大采样速率/K其中，其中，K取值，在使用光点显示时约等于取值，在使用光点显示时约等于25；使用矢量内；使用矢量内插显示时约等于插显示时约等于10；使用正弦内插显示时约等于；使用正弦内插显示时约等于2.5。若。若非实时采样，其等效存放带宽等于示波器模拟带宽。非实时采样，其等效存放带宽等于示波器模拟带宽。第15页 3、测量分辨率和测量精度、测量分辨率和测量精度测量分辨率包含电压分辨率（垂直分辨率）和时间测量分辨率包含电压分辨率（垂直分辨率）和时间分辨率（水平分辨率）。分辨率（水平分辨率）。电压分辨率电压分辨率 电压分辨率指每个采样点模拟量对应二进制数电压分辨率指每个采样点模拟量对应二进制数字位数，也就是对信号（字位数，也就是对信号（Vp-p）所能识别最小电）所能识别最小电压等级。电压分辨率由压等级。电压分辨率由A/D变换器分辨率决定。变换器分辨率决定。时间分辨率时间分辨率 时间分辨率表示对模拟信号相邻两个样点之间时间分辨率表示对模拟信号相邻两个样点之间时间间隔分辨能力，常以位数（时间间隔分辨能力，常以位数（bit）、每格多少）、每格多少点（点点（点/div）或相邻数据点时间间隔（）或相邻数据点时间间隔（s）来表示。）来表示。第16页4、存放容量、存放容量 存放容量又称统计长度，表示数字存放示波器存放容量又称统计长度，表示数字存放示波器获取被测信号长度能力。示波器存放容量用存放器获取被测信号长度能力。示波器存放容量用存放器能够存放最大存放字数来表示。能够存放最大存放字数来表示。数字存放示波器存放器通常采取数字存放示波器存放器通常采取1K、4K、甚至、甚至2M字及以上高速半导体存放器。除采集存放器外，字及以上高速半导体存放器。除采集存放器外，还有用于存放多个波形低速大容量显示存放器和保还有用于存放多个波形低速大容量显示存放器和保持存放器，但它们存放容量并不表示获取信号能力。持存放器，但它们存放容量并不表示获取信号能力。在实际应用中，存放容量必须按照存放波形长度、细在实际应用中，存放容量必须按照存放波形长度、细节要求点数（时间分辨率）和仪器限定时基速度进行选择节要求点数（时间分辨率）和仪器限定时基速度进行选择（对单次信号还取决于采样速率）。在有些情况下，采集（对单次信号还取决于采样速率）。在有些情况下，采集存放器可串联或分开使用。存放器可串联或分开使用。第17页5、动态范围、动态范围 动态范围指可测量最大信号与可分辨最小信动态范围指可测量最大信号与可分辨最小信号之比，惯用对数值号之比，惯用对数值dB表示。表示。动态范围动态范围=20log（A/D变换分级数）变换分级数）电压分辨率每增加电压分辨率每增加 1bit，分级数增加一倍，分级数增加一倍，分级误差减小二分之一，动态范围扩展分级误差减小二分之一，动态范围扩展 6dB。6、通道数、通道数 通道数指数字存放示波器能够同时存放模拟通道数指数字存放示波器能够同时存放模拟信号个数。信号个数。第18页第四节第四节 数字存放示波器中关键技术数字存放示波器中关键技术1、高速信号采集技术、高速信号采集技术 比较式比较式A/D变换器变换器 逐次迫近比较式属于反馈比较式变换器，速率不是很逐次迫近比较式属于反馈比较式变换器，速率不是很快，故高速数字存放器都采取非反馈比较式快，故高速数字存放器都采取非反馈比较式A/D变换器，变换器，如串并行如串并行 A/D变换器、并联比较型变换器、并联比较型A/D变换器等。变换器等。快速并行比较式（快速并行比较式（“闪烁闪烁”变换）变换）A/D变换器是全并变换器是全并行比较式高速变换器，它在比较式变换器中变换速率行比较式高速变换器，它在比较式变换器中变换速率最快，但这种变换器使用比较器较多，且分辨率每增最快，但这种变换器使用比较器较多，且分辨率每增加一位，比较器个数便增加一倍，使分辨率提升受到加一位，比较器个数便增加一倍，使分辨率提升受到限制。因为电路复杂，所以制造困难，价格也贵。限制。因为电路复杂，所以制造困难，价格也贵。第19页 电荷耦合器件（电荷耦合器件（CCD）A/D变换器变换器 电荷耦合器件是由许多相距很近，且含有内部电荷电荷耦合器件是由许多相距很近，且含有内部电荷转移通道转移通道MOS电容器组成一维或二维阵列。在加上适电容器组成一维或二维阵列。在加上适当时钟信号后，在这些当时钟信号后，在这些MOS电容器之间能够发生电荷电容器之间能够发生电荷沿某一方向转移。利用沿某一方向转移。利用CCD器件快写慢读（电荷转移器件快写慢读（电荷转移输出）特征，能够很方便地组成高速数据采集系统。输出）特征，能够很方便地组成高速数据采集系统。如图：如图：第20页 扫描变换管扫描变换管A/D变换器变换器 扫描变换技术是一个转换存放方法，它利用扫扫描变换技术是一个转换存放方法，它利用扫描变换管实现高速描变换管实现高速A/D变换。通常分为电流型和电变换。通常分为电流型和电压型，电流型压型，电流型A/D变换器转换速率快。变换器转换速率快。扫描变换管与示波管并行工作。扫描变换管工扫描变换管与示波管并行工作。扫描变换管工作时，最初是把波形统计在很小靶面上，然后经过作时，最初是把波形统计在很小靶面上，然后经过电子束扫描靶面，以图像信号输出形式把统计波形电子束扫描靶面，以图像信号输出形式把统计波形抹掉，取出存放信号，经通常抹掉，取出存放信号，经通常A/D变换器有效地变变换器有效地变换后，存放到半导体存放器中，供示波器换后，存放到半导体存放器中，供示波器CRT显示。显示。这种变换器统计速度高，它等效采样速率可达这种变换器统计速度高，它等效采样速率可达 25Gsample/s100Gsample/s。当扫描变换采取。当扫描变换采取更先进二极管矩阵靶时，它可数字化瞬态信号（或更先进二极管矩阵靶时，它可数字化瞬态信号（或重复信号）高达重复信号）高达6GHz。第21页 数字化照像系统（数字化照像系统（DCS）数字化照像系统是一个完全不一样于传统数数字化照像系统是一个完全不一样于传统数字化波形方法。它利用含有字化波形方法。它利用含有CCD技术扫描转换技术扫描转换录像机，捕捉任何模拟示波器屏幕上波形，使录像机，捕捉任何模拟示波器屏幕上波形，使模拟示波器取得数字化和信号处理能力。模拟示波器取得数字化和信号处理能力。DCS主要由视频录像机、帧存板、电缆及相主要由视频录像机、帧存板、电缆及相关软件组成。并配有不一样接头，供不一样示关软件组成。并配有不一样接头，供不一样示波器联接用，帧存板插入波器联接用，帧存板插入PC机扩展插槽内。机扩展插槽内。第22页2、经典显示技术、经典显示技术 光点扫描式显示光点扫描式显示 光栅增辉式显示光栅增辉式显示 光标和字符显示光标和字符显示第23页 3、插值显示技术、插值显示技术 线性插值线性插值 线性插值是在两个采样点之间插入数据点，且线性插值是在两个采样点之间插入数据点，且采样点和各插值点处于同一条直线上。对于正采样点和各插值点处于同一条直线上。对于正弦波形而言，采取线性插值后，每七天期仅需弦波形而言，采取线性插值后，每七天期仅需要约要约10次采样就能使波形清楚。次采样就能使波形清楚。正弦插值正弦插值正弦内插显示是对数据进行正弦内插显示是对数据进行sinx/x函数运算后函数运算后用曲线将各数据点连接起来。采取正弦插值在用曲线将各数据点连接起来。采取正弦插值在显示正弦波时，每七天只需显示正弦波时，每七天只需2.5次采样就能准确次采样就能准确地重现这个正弦波，这个数值已靠近理论值。地重现这个正弦波，这个数值已靠近理论值。正弦插值还能预防在正弦波测量期间发生包络正弦插值还能预防在正弦波测量期间发生包络误差。误差。第24页4、触发方式、触发方式 数字存放示波器除含有模拟示波器通常触发外，数字存放示波器除含有模拟示波器通常触发外，还含有预置触发观察能力。数字存放示波器中预置还含有预置触发观察能力。数字存放示波器中预置触发功效，是以触发点为参考，灵活地移动存放窗触发功效，是以触发点为参考，灵活地移动存放窗口和显示窗口。通常，预置触发是由延迟触发实现。口和显示窗口。通常，预置触发是由延迟触发实现。延迟触发有延迟触发有“+”延迟触发和延迟触发和“-”延迟触发。这么，延迟触发。这么，有了预置触发功效后，便能够设置不一样延迟字，有了预置触发功效后，便能够设置不一样延迟字，依据需要在屏幕范围内观察波形各个部分。依据需要在屏幕范围内观察波形各个部分。第25页第五节第五节 数字存放示波器应用数字存放示波器应用 1.数字存放示波器选择数字存放示波器选择 确定经常测试信号类型，确定经常测试信号类型，确定数字存放示波器存放带宽。确定数字存放示波器存放带宽。依据信号细节分析要求，确定示波器测量分辨依据信号细节分析要求，确定示波器测量分辨率等指标。率等指标。确定数字存放示波器数据处理分析能力。确定数字存放示波器数据处理分析能力。对仪器性能和价格做出综合考虑。对仪器性能和价格做出综合考虑。第26页2.数字示波测量方法数字示波测量方法（1）时间和电压测量）时间和电压测量（2）尖峰干扰测量）尖峰干扰测量 利用峰值检波模式在宽范围内捕捉尖峰干扰利用峰值检波模式在宽范围内捕捉尖峰干扰 利用毛刺触发功效测量尖峰波形利用毛刺触发功效测量尖峰波形除了上述测量应用之外，数字存放示波器还被广除了上述测量应用之外，数字存放示波器还被广泛地用于电信、电气、机械、材料试验分析、生泛地用于电信、电气、机械、材料试验分析、生物医学、电子、国防科研以及其它如地震、激光物医学、电子、国防科研以及其它如地震、激光和纺织等各种科研和生产领域。和纺织等各种科研和生产领域。第27页你能利用计算机软硬件实现数字存你能利用计算机软硬件实现数字存放示波器功效吗？放示波器功效吗？第28页 第三章第三章 数字化信号发生技术数字化信号发生技术第一节第一节 间接频率合成技术概述间接频率合成技术概述基本环、混频环、倍频环、分频环基本环、混频环、倍频环、分频环多环合成单元、混合环多环合成单元、混合环第29页第二节第二节 直接数字频率合成技术直接数字频率合成技术一、基本一、基本DDFS工作原理工作原理 基本基本DDFS功效方框图如图功效方框图如图2.1所表示。它基本所表示。它基本上由五部分组成：频率码锁存器（上由五部分组成：频率码锁存器（FR）、相位累）、相位累加器（加器（PA）、）、ROM（正弦表）、（正弦表）、D/A变换器、低变换器、低通滤波器（通滤波器（LPF），在时钟统调下工作。），在时钟统调下工作。第30页第31页二、基本二、基本DDFS设计设计设设 为所需输出频率。用为所需输出频率。用 代替代替t，则以时钟，则以时钟周期周期 为取样间隔正弦取样值为为取样间隔正弦取样值为 最小相位间隔应是最小相位间隔应是 式中式中AROM地址线位数。而最小频率间隔（相邻两地址线位数。而最小频率间隔（相邻两个频率点之差，即频率分辨力）应是个频率点之差，即频率分辨力）应是 式中式中N相位累加器位数，普通相位累加器位数，普通N都大于都大于A。于是输。于是输出频率能够写成出频率能够写成 最高输出频率时钟频率最高输出频率时钟频率/4第32页设计举例：设计举例：若要求若要求DDFS输出频率为输出频率为1Hz10kHz频率频率间隔间隔1Hz，试设计其各部分参数；若要求输出频，试设计其各部分参数；若要求输出频率为率为4.096kHz，k值是多少？值是多少？设计思绪：设计思绪：依据题目要求，主要考虑与频率相关参数：时依据题目要求，主要考虑与频率相关参数：时钟、累加器位数钟、累加器位数N、频率码、频率码k；最低频率就是分最低频率就是分辨力辨力；最高频率时钟频率；最高频率时钟频率/4。第33页第三节第三节 DDFS应用与拓展应用与拓展1、线性或对数改变频率码实现扫频信号发生器、线性或对数改变频率码实现扫频信号发生器2、ROM存放任意函数值实现任意波形合成存放任意函数值实现任意波形合成3、将调制信码加至频率码存放器实现调频信号发生器、将调制信码加至频率码存放器实现调频信号发生器4、增加相位码存放器实现相位可调及调相信号发生器、增加相位码存放器实现相位可调及调相信号发生器5、加程控放大器或程控调整、加程控放大器或程控调整D/A参考源实现幅度可控参考源实现幅度可控6、与、与PLL结合实现混合环结合实现混合环第34页第四节第四节 DDFS特点特点1、任意波形发生、任意波形发生2、跳频速度极快、跳频速度极快3、频率分辨率能够任意、频率分辨率能够任意4、频率、相位、幅度可控、频率、相位、幅度可控5、频率覆盖率高、频率覆盖率高6、频率受器件限制不可能太高、频率受器件限制不可能太高7、可软件实现频率合成、可软件实现频率合成第35页第四章第四章 数据域测试技术数据域测试技术第一节第一节 数据域测试技术概述数据域测试技术概述 数字系统相对于模拟系统其信号特点是：数字系统相对于模拟系统其信号特点是：1 1、绝大部分数字信息都是多位传输；、绝大部分数字信息都是多位传输；2 2、数字信号是时序传递，是数据流；、数字信号是时序传递，是数据流；3 3、有信号只出现一次，有信号虽重复出现，不过非周期、有信号只出现一次，有信号虽重复出现，不过非周期性；性；4、造成系统犯错误码常混在一串正确数据流中，只在犯造成系统犯错误码常混在一串正确数据流中，只在犯错后才能识别出来，常要求查找其原因；错后才能识别出来，常要求查找其原因；5、数字信号速度改变范围甚广；数字信号速度改变范围甚广；6、数字信号是脉冲信号。数字信号是脉冲信号。第36页第二节第二节 逻辑分析仪原理逻辑分析仪原理1 1、逻辑分析仪组成、逻辑分析仪组成数据获取和数据显示两大部分组成。数据获取和数据显示两大部分组成。前者捕捉并存放所需观察分析数据，前者捕捉并存放所需观察分析数据，后者用各种形式显示数据。后者用各种形式显示数据。包含输入电路（探头）、数据获取、数据存放、包含输入电路（探头）、数据获取、数据存放、数据触发和数据显示几个电路部分。数据触发和数据显示几个电路部分。逻辑分析仪组成以下列图：逻辑分析仪组成以下列图：第37页第38页2、逻辑分析仪数据获取、逻辑分析仪数据获取逻辑分析仪（逻辑分析仪（LALA）分为两大类：）分为两大类：逻辑状态分析仪（逻辑状态分析仪（LSALSA）：分析数据流逻辑状态）：分析数据流逻辑状态逻辑定时分析仪逻辑定时分析仪（LTA）：分析时序图逻辑关系）：分析时序图逻辑关系如图：如图：第39页第40页数数据据信信号号获获取取是是经经过过多多通通道道探探头头及及其其它它电电路路组组成成。通通常常有有8个以上通道个以上通道。为为了了不不影影响响被被测测点点电电位位，每每个个通通道道都都有有高高阻阻抗抗探探头头接接入入被测点。被测点。每每个个通通道道输输入入信信号号，首首先先接接入入由由比比较较器器组组成成逻逻辑辑电电平平变变换换器器，其其阀阀值值电电平平可可调调，以以使使其其输输出出电电平平和和仪仪器器所所用用逻逻辑元件电平相适应。辑元件电平相适应。输输入入探探头头有有数数据据探探头头和和时时钟钟探探头头两两种种，结结构构大大致致相相同同。时时钟钟输输入入探探头头和和数数据据输输入入探探头头区区分分，仅仅在在于于时时钟钟输输入入经经变变换换后后，依依据据需需要要可可产产生生正正沿沿和和负负沿沿时时钟钟输输出出。数数据据输输入只有在所选时钟到来时才能打入存放器暂存下来。入只有在所选时钟到来时才能打入存放器暂存下来。使用者可依据需要选择时钟作用沿。数据获取如图：使用者可依据需要选择时钟作用沿。数据获取如图：第41页第42页3、逻辑分析仪采样方式、逻辑分析仪采样方式变换器（探头）输出用时钟脉冲周期性地取样。变换器（探头）输出用时钟脉冲周期性地取样。假如时钟脉冲来自被测系统，取样是同时；若时假如时钟脉冲来自被测系统，取样是同时；若时钟脉冲由仪器（钟脉冲由仪器（LALA）内部产生，它与被测系统时）内部产生，它与被测系统时钟无关，则取样是异步。不论何种逻辑信号分析钟无关，则取样是异步。不论何种逻辑信号分析方案，都是在取样时钟到来时才取样并存入数据。方案，都是在取样时钟到来时才取样并存入数据。基本数据捕捉方式有两种：取样模式和锁定模式。基本数据捕捉方式有两种：取样模式和锁定模式。前者利用取样时钟来判断变换器输出逻辑电平高前者利用取样时钟来判断变换器输出逻辑电平高低，用于获取普通数据信号；后者主要用于判断低，用于获取普通数据信号；后者主要用于判断锁定锁定“毛刺毛刺”信号。取样模式如图：信号。取样模式如图：第43页第44页锁定模式如图：锁定模式如图：锁定模式利用取样脉冲之间到来钟尖毛刺脉冲（它往往是逻辑电路误动作主要原因），在随之而来时钟到来前，将其先行bit取样值极性反转并输出，随之而来时钟到来时，恢复其原取样值，这就实现了对毛刺锁定。锁定模式利用取样脉冲之间到来中间毛刺脉冲（它往往锁定模式利用取样脉冲之间到来中间毛刺脉冲（它往往是逻辑电路误动作主要原因），在随之而来时钟到来前，是逻辑电路误动作主要原因），在随之而来时钟到来前，将其先行将其先行bit取样值极性反转并输出，随之而来时钟到来取样值极性反转并输出，随之而来时钟到来时，恢复其原取样值，这就实现了对毛刺锁定。时，恢复其原取样值，这就实现了对毛刺锁定。电路以电路以下列图：下列图：第45页第46页同同时时取取样样方方式式是是利利用用被被测测电电路路时时钟钟或或一一些些信信号号作作为为逻逻辑辑分分析析仪仪时时钟钟进进行行取取样样。这这个个从从被被测测电电路路取取得得时时钟钟，对对逻逻辑辑分分析析仪仪来来说说是是外外时时钟钟。同同时时取取样样能能确确保保逻逻辑辑分分析析仪仪按按被被测测系系统统节节拍拍工工作作，获获取取一一系系列列有有意意义义状状态态。主要用于分析被测系统逻辑状态。主要用于分析被测系统逻辑状态。异异步步取取样样方方式式采采取取等等时时间间间间隔隔时时钟钟，通通常常是是利利用用逻逻辑辑分分析析仪仪内内部部各各种种不不一一样样周周期期取取样样时时钟钟。能能够够做做到到快快速速采采样样。异异步步取取样样所所采采集集是是等等时时间间间间隔隔离离散散点点上上数数据据。假假如如时时钟钟周周期期选选择择恰恰当当，CRTCRT上上显显示示图图形形基基本本上上能能反反应应信信号号电电平平随随时时间间改改变变，主主要要用用于于被被测测系系统统时时序序分分析析，但必须选择适当时钟速率。如图：但必须选择适当时钟速率。如图：第47页第48页4、逻辑分析仪数据存放、逻辑分析仪数据存放在在逻逻辑辑分分析析仪仪中中，被被捕捕捉捉数数据据是是利利用用RAMRAM并并以以先先入入先先出出（FIFO）方方式式存存放放。因因而而在在存存放放器器存存满满以以后后，新新数数据据将覆盖旧数据。将覆盖旧数据。大大多多数数逻逻辑辑分分析析仪仪用用等等时时间间间间隔隔取取样样和和存存放放，它它总总是是要要求求含含有有尽尽可可能能大大存存放放容容量量。每每个个取取样样时时钟钟到到来来，存存放器总深度中一个单元被利用。放器总深度中一个单元被利用。过过渡渡存存放放法法则则用用两两个个存存放放器器，一一个个存存放放数数据据，另另一一个个存存放放时时间间。它它依依然然由由时时间间间间隔隔固固定定脉脉冲冲来来取取样样，假假如如某某一一次次取取样样和和下下一一次次取取样样结结果果不不一一样样，则则老老数数据据被被装装入入数数据据存存放放器器，老老数数据据重重复复次次数数，即即其其连连续续时时间间被被装装入时间存放器入时间存放器 。第49页过渡存放法概念图过渡存放法概念图第50页选择性存放：选择性存放：为了有效地利用分析为了有效地利用分析仪有限存放单元，或仪有限存放单元，或者仅选择数据流中特者仅选择数据流中特殊部分加以存放，往殊部分加以存放，往往附加一个时钟限定往附加一个时钟限定条件，由它来决定取条件，由它来决定取样时钟有效或无效，样时钟有效或无效，实现数据选择性存放。实现数据选择性存放。第51页5、逻辑分析仪数据触发、逻辑分析仪数据触发 为了对数据流进行存放和分析研究，应该将数为了对数据流进行存放和分析研究，应该将数据流分成若干段落，这些数据段落分界点或参考据流分成若干段落，这些数据段落分界点或参考点就选取数据流中某个特殊数据字。当这个选定点就选取数据流中某个特殊数据字。当这个选定数据字在某一时刻出现时，即产生一个脉冲作为数据字在某一时刻出现时，即产生一个脉冲作为触发标志。触发标志。触发可用来选择数据流中对分析有意义数据块，触发可用来选择数据流中对分析有意义数据块，即在数据流中开辟一个观察窗口。这个窗口全部即在数据流中开辟一个观察窗口。这个窗口全部数据叫做一个跟踪。也就是说跟踪是逻辑分析仪数据叫做一个跟踪。也就是说跟踪是逻辑分析仪采集并在采集并在CRT上显示出来一组数据。触发用来决上显示出来一组数据。触发用来决定跟踪在数据流中处于什么位置。定跟踪在数据流中处于什么位置。第52页第53页（1）基本触发方式）基本触发方式逻逻辑辑分分析析仪仪最最基基本本触触发发方方式式是是始始端端触触发发、终终端端触触发发和和与与这这两种触发方式相配合延迟触发。两种触发方式相配合延迟触发。始始端端触触发发：又又叫叫触触发发开开始始跟跟踪踪，是是指指逻逻辑辑分分析析仪仪在在被被触触发发时时数数据据（叫叫触触发发字字）为为存存放放、显显示示第第一一个个有有效效数数据据。触发字后面数据将继续存放，直至存放器存满为止。触发字后面数据将继续存放，直至存放器存满为止。终终端端触触发发：又又叫叫触触发发终终止止跟跟踪踪。在在触触发发以以前前，逻逻辑辑分分析析仪仪就就向向存存放放器器中中存存放放着着数数据据。当当存存放放器器存存满满以以后后，逻逻辑辑分分析析仪仪才才开开始始搜搜索索触触发发字字，与与此此同同时时仍仍继继续续用用新新数数据据更更新新存存放放器器中中旧旧数数据据。一一旦旦发发觉觉触触发发字字或或触触发发事事件件，就就马马上上停停顿存放。所以触发字就是存放和显示最终一个有效数据。顿存放。所以触发字就是存放和显示最终一个有效数据。以下列图：以下列图：第54页第55页 延迟触发延迟触发延迟触发是与始端触发和终端触发配合工作。即在触延迟触发是与始端触发和终端触发配合工作。即在触发产生时并不马上进行跟踪，而是经过一定延迟才跟发产生时并不马上进行跟踪，而是经过一定延迟才跟踪。踪。延迟对象主要有两种，一个是时钟延迟，一个是事件延迟对象主要有两种，一个是时钟延迟，一个是事件延迟。前者称为字延迟，即触发后，经过一定取样时延迟。前者称为字延迟，即触发后，经过一定取样时钟数后才开始或终止存放有效数据（视选取始端触发钟数后才开始或终止存放有效数据（视选取始端触发还是终端触发而定）。后者通常是对触发字进行延迟，还是终端触发而定）。后者通常是对触发字进行延迟，即检出一定数目标触发字后再触发。事件延迟也能够即检出一定数目标触发字后再触发。事件延迟也能够对特定其它事件进行延迟。对特定其它事件进行延迟。以下列图：以下列图：第56页第57页（2）序列触发）序列触发 普普通通来来说说，触触发发条条件件（触触发发字字）在在数数据据流流中中出出现现较较为为频频繁繁，为为了了有有选选择择地地存存放放和和显显示示特特定定数数据据流流，能能够够利利用用发发生生了了某某一一条条件件后后触触发发条条件件来来触触发发。这这么么只只要要数数据据流流中中未未出出现现此此条条件件，则则频频繁繁发发生生触触发发字字都都不不能能进进行行有有效效触触发发。只只有有当当触触发发使使能能条条件件满满足足之之后后，继继而而出出现现触触发发字字时时，该该触触发发字字才才是是有有效效。这这就就使使得得故故障障较较轻轻易易发发觉觉和和排排除除。两两级级以以上上序序列列触触发发称称为为使使能能触触发发或或导导引触发。如图引触发。如图:第58页（3）计数触发）计数触发 在软件中经常碰到嵌套循环。假如在逻辑在软件中经常碰到嵌套循环。假如在逻辑分析仪触发逻辑中设置一个分析仪触发逻辑中设置一个“遍数计数器遍数计数器”，那末就能针对某次需观察循环进行跟踪。这种那末就能针对某次需观察循环进行跟踪。这种触发方式为计数触发触发方式为计数触发。如图。如图:第59页第60页（4）触发限定）触发限定触发限定是限定触发字，增加一些通道来约束或选择所触发限定是限定触发字，增加一些通道来约束或选择所设置触发条件。这些附加通道称为限定通道。限定通道设置触发条件。这些附加通道称为限定通道。限定通道内容不存入存放器，也不显示，它仅影响触发字选择，内容不存入存放器，也不显示，它仅影响触发字选择，对一已触发之后获取数据无影响。对一已触发之后获取数据无影响。与触发与触发利用触发字和另外一个通道信号之逻辑与（利用触发字和另外一个通道信号之逻辑与（AND）来进）来进行触发，即为行触发，即为“与与”触发。当利用计算机运行时一个特触发。当利用计算机运行时一个特定数据单位和系统时钟逻辑与组成触发时，这种触发功定数据单位和系统时钟逻辑与组成触发时，这种触发功效尤其有利。另外，当利用更多控制信号和触发字组成效尤其有利。另外，当利用更多控制信号和触发字组成与触发功效时，能够大大地扩展分析仪触发功效，比如，与触发功效时，能够大大地扩展分析仪触发功效，比如，利用多级触发限定，就能够选定符合特定条件数据流进利用多级触发限定，就能够选定符合特定条件数据流进行触发。行触发。第61页 或触发或触发利用触发字和另外一个通道外部信号逻辑或（利用触发字和另外一个通道外部信号逻辑或（OR）来进）来进行触发，即为行触发，即为“或或”触发。在故障原因较多，而发生次触发。在故障原因较多，而发生次数又较少，且难于捕捉，而且又要统计下来故障数据，数又较少，且难于捕捉，而且又要统计下来故障数据，利用这种触发功效是尤其有利。利用这种触发功效是尤其有利。手动触发手动触发手动触发实质，就是手动停顿深入数据捕捉。利用手动手动触发实质，就是手动停顿深入数据捕捉。利用手动控制产生触发信号，能够在任何时刻加触发。它能够应控制产生触发信号，能够在任何时刻加触发。它能够应用于比其它触发要优先情况下。用于比其它触发要优先情况下。在测量时，不论因为什么原因（比如，使能触发条件满在测量时，不论因为什么原因（比如，使能触发条件满足不了以及用外部时钟取样，但外部时钟中止等），即足不了以及用外部时钟取样，但外部时钟中止等），即使数据还未采集完成，也要强制显示测量数据时，能够使数据还未采集完成，也要强制显示测量数据时，能够采取手动触发。采取手动触发。第62页6、逻辑分析仪数据显示、逻辑分析仪数据显示 逻辑分析仪在触发信号到来之前，不停捕逻辑分析仪在触发信号到来之前，不停捕捉和存放数据，也不停丢失一些老数据。触发捉和存放数据，也不停丢失一些老数据。触发信号到来和数据捕捉算法完成时，仪器即转入信号到来和数据捕捉算法完成时，仪器即转入显示阶段。普通逻辑分析仪都采取显示阶段。普通逻辑分析仪都采取CRT显示。显示。存放器中数据是原始数据。标准上能够将存放器中数据是原始数据。标准上能够将它们转换为任何希望形式显示出来，便于用户它们转换为任何希望形式显示出来，便于用户分析和应用。通常分析仪分析和应用。通常分析仪CRT屏幕上显示数据屏幕上显示数据能够是数据域、时间域、点图以及能够是数据域、时间域、点图以及D/A等形式。等形式。第63页（1）数据时域显示）数据时域显示 将存放于存放器数据，变换成波形与时间关系将存放于存放器数据，变换成波形与时间关系格式。屏幕上波形与电子示波器显示波形十分相同。格式。屏幕上波形与电子示波器显示波形十分相同。其主要区分是：其主要区分是：a.逻辑分析仪逻辑分析仪CRT屏幕上波形，只有两种逻屏幕上波形，只有两种逻辑电平，只有取样时钟到来时，才可能有逻辑电平辑电平，只有取样时钟到来时，才可能有逻辑电平改变；改变；b.逻辑分析仪逻辑分析仪CRT屏幕上波形，是由存放器屏幕上波形，是由存放器中数据变换而来，所以，屏幕上波形是非实时，它中数据变换而来，所以，屏幕上波形是非实时，它主要表达系统通道信号时序关系。主要表达系统通道信号时序关系。如图：如图：第64页第65页第66页（2）数据域显示）数据域显示 将数据用将数据用“1”、“0”组合逻辑状态表或组合逻辑状态表或真值表形式显示。真值表形式显示。状态表每一行，表示一个时钟脉冲对多通道状态表每一行，表示一个时钟脉冲对多通道数据捕捉结果，它代表一个数据字。为了方数据捕捉结果，它代表一个数据字。为了方便于软件测试，还可将存放器中数据经过适便于软件测试，还可将存放器中数据经过适当变换，以其它状态方式显示出来。惯用显当变换，以其它状态方式显示出来。惯用显示方式：示方式：a.反汇编显示反汇编显示地址地址 操作码助记符操作码助记符 AO LDA AO1 12 AO2 34 1234 Data 指令执行周指令执行周期期 AO十十3 下一指令下一指令第67页b.D/A显示显示第68页c.映射图显示映射图显示 第69页d.比较显示比较显示 第70页e.直方图显示直方图显示 时间直方图时间直方图 标号直方图标号直方图 第71页第三节第三节 逻辑分析仪应用逻辑分析仪应用逻辑分析仪是在数据域中，用以处理测试难题逻辑分析仪是在数据域中，用以处理测试难题通用数字工具（通用数字工具（Digital tool）。尤其在电子计）。尤其在电子计算机、微处理机系统中，它能实时地进行软、算机、微处理机系统中，它能实时地进行软、硬件各种测量。硬件各种测量。1、选取、选取2、