Skip navigation
All Places > Keysight Blogs > Keysight Russia > Blog > 2018 > January
2018

Практически все, кому приходилось работать с осциллографом хотя бы раз, пользовались осциллографическим пробником. Некоторые остались довольны, а некоторые – нет, возможно, по своей собственной вине. В этой статье я постараюсь развеять некоторые мифы и заблуждения, сложившиеся вокруг осциллографических пробников, чтобы пользователи могли получать более достоверные результаты измерений.

 

МИФ 1 Для измерения сигнала частотой 100 МГц нужно брать пробник с полосой пропускания 100 МГц.


Полоса пропускания осциллографических пробников определяется тем же способом, что и полоса пропускания осциллографа, с которым они используются – по спаду амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) на 3 дБ. Чтобы проиллюстрировать этот факт, мы измерили синусоидальный сигнал с размахом амплитуды 1 В и частотой 100 МГц с помощью пробника с полосой 100 МГц. Амплитуда сигнала на выходе пробника снизилась до 0,7 В. Следовательно, пробник с полосой пропускания 100 МГц не вполне подходит для измерения сигнала 100 МГц. Согласно простому и широко известному правилу, полоса пропускания пробника должна в 3-5 раз превышать максимальную частотную составляющую измеряемого сигнала. Это позволяет захватывать третью и пятую гармонику основной частоты цифрового сигнала, и развёртка на экране осциллографа будет точнее воспроизводить реальный сигнал с крутыми фронтами.

 

Ещё одно полезное правило выражается формулой:

 

полоса пропускания × длительность перепада = 0,35,

где длительность перепада измеряется между уровнями 10%-90%.

 

С помощью этого правила можно определить полосу пропускания, необходимую для измерения перепада исследуемого сигнала, или определить самый крутой перепад, который можно измерить пробником с некоторой полосой пропускания.

 

МИФ 2. Активные пробники нужны только для широкополосных измерений.

 

Одним из преимуществ активного пробника, которым пренебрегают чаще всего, является его малая нагрузка на исследуемую схему. При каждом прикосновении пробника к исследуемой цепи он становится частью этой цепи. При подключении пробника к исследуемой цепи в схеме появляется дополнительная паразитная цепь, которую называют нагрузкой пробника. Чем больше эта нагрузка, тем больше пробник влияет на измеряемый сигнал. Производители пробников указывают входное сопротивление и ёмкость своих пробников.

 

Типичный пассивный пробник с полосой пропускания 500 МГц имеет входное сопротивление 10 МОм с параллельной ёмкостью 9,5 пФ, тогда как активный пробник с полосой пропускания 1 ГГц может иметь сопротивление 1 МОм с параллельной ёмкостью 1 пФ. На постоянном токе такой пассивный пробник выглядит для измеряемой цепи как подключенный к земле резистор 10 МОм, тогда как активный пробник будет иметь сопротивление 1 МОм. Оба эти сопротивления очень велики, а значит, не будут оказывать заметного влияния на низкочастотные сигналы. А вот на высокой частоте всё больше начинает сказываться отрицательное влияние ёмкости пробника на измеряемую цепь. Например, на частоте 75 МГц ёмкость пассивного пробника будет иметь импеданс 150 Ом, тогда как ёмкость активного пробника будет иметь импеданс 2,5 кОм. Меньшая ёмкость активного пробника приводит к тому, что на частотах выше 10 кГц он окажет меньшее влияние на переменные составляющие сигнала по сравнению с пассивным пробником.

 

МИФ 3. Все пробники ослабляют сигнал в пропорции 10:1.


Пробники ослабляют измеряемый сигнал так, чтобы напряжение на входе осциллографа не превышало допустимого значения. Большие коэффициенты ослабления 10:1, 50:1, 100:1 и т.п. используются для измерения больших напряжений, а меньшие коэффициенты ослабления – 2:1 и 1:1 – лучше подходят для малых напряжений. Это важно учитывать при выборе пробника. Так, для измерения сигнала с размахом амплитуды 1 В можно использовать пассивный пробник 10:1 или 1:1, но пассивный пробник 1:1 обеспечит значительно лучшее отношение сигнала к шуму.

 

МИФ 4. Просто подключите пробник, и всё будет хорошо.


Это недопонимание может возникать, когда вы видите огромное число соединительных принадлежностей, входящих в комплект поставки пробника, и думаете, что единственным их назначением является подключение пробника к тестируемому устройству. Эти принадлежности предназначены для удобства пользователя, чтобы он мог быстро и просто выполнять качественные измерения – увидеть, есть ли питание, и поступает ли тактовая частота. Выполняя же количественные измерения – длительности перепада, периода, выброса и т.п., лучше исключить все принадлежности и использовать максимально короткое соединение. Принадлежности большой длины добавляют в тракт сигнала индуктивность и сильно сужают его полосу пропускания, одновременно повышая нагрузку на измеряемую цепь.

 

МИФ 5. Земля – это всегда про заземление.


Это утверждение кажется совершенно очевидным, но для осциллографического пробника оно может быть несправедливым. Всё зависит от того, как именно пробник подключен к земле. Земляной провод пробника обладает некоторой индуктивностью, и его импеданс растёт пропорционально частоте. Чем длиннее земляной провод, тем больше его индуктивность, и тем меньше частота, на которой эта индуктивность начинает создавать проблемы. Дело в том, что обратный ток, протекающий по экрану пробника, сталкивается с этим импедансом. Это сужает полосу пропускания пробника и создаёт звоны на перепадах сигнала. Кроме того, чем длиннее земляной провод, тем больше площадь создаваемой им петли, которая ведёт себя как антенна, улавливающая посторонние шумы. Поэтому всегда нужно стремиться к тому, чтобы земляной провод был как можно короче.

 

МИФ 6. Для измерения мощности нужно использовать токовый пробник и пробник напряжения.


Мощность есть ток, перемноженный на напряжение, поэтому приведённое выше утверждение представляется истинным. Подвох в том, что оно неполное. Для точного измерения мощности осциллографом надо учитывать сдвиг фазы между пробником напряжения и пробником тока. Электрические длины пробников тока и напряжения, как правило, не равны. Это связано с длиной кабелей и задержками в активных цепях, и может приводить к тому, что сигналы двух пробников приходят в осциллограф не синхронно. При этом для таких систем, как импульсные источники питания, в которых ток и напряжение динамически меняются, результат произведения тока на напряжение окажется неверным. Коррекция сдвига фаз устраняет разницу времени прохождения сигналов по цепям пробников и исправляет эту ошибку. В прилагаемой к пробникам документации должно содержаться детальное описание этой процедуры, которая обычно подразумевает подключение пробников к известному сигналу, например, к предлагаемому производителем специальному приспособлению, и коррекцию сдвига фаз путём настройки задержки канала осциллографа. Многие осциллографы имеют встроенную процедуру коррекции сдвига фаз, которая выполняется автоматически при подключении к эталонному сигналу.

 

МИФ 7. Для устранения постоянной составляющей нужно применить фильтрацию постоянного тока или связь по переменному току.


Часто исследуемый сигнал представляет собой сигнал переменного тока со смещением сравнительно большой постоянной составляющей. Примером такого сигнала могут служить пульсации и шум источников питания постоянного тока. Классический подход заключается в том, чтобы включить последовательно с пробником конденсатор достаточно большой ёмкости, который не пропускает постоянную составляющую и позволяет расположить развёртку сигнала в центре экрана в наиболее комфортном для исследования масштабе. Но лучше использовать для этого пробник с встроенной функцией смещения, например, пробник Keysight N7020A Power Rail.

 

Смещением пробника называется процесс, в ходе которого осциллограф подаёт на пробник компенсирующее напряжение, в идеальном случае уже после большого сопротивления в наконечнике пробника. Преимущество смещения пробника в том, что устраняется только постоянное смещение. Если постоянное смещение блокируется конденсатором, то при этом подавляются и низкочастотные составляющие сигнала. При измерении пульсаций и шума источника питания, блокировка постоянной составляющей отфильтровывает низкочастотный дрейф источника и просадку питания. Ещё одно преимущество смещения пробника заключается в том, что пользователь сам вводит смещение, в результате осциллограф знает, насколько смещён сигнал, и может отобразить эту информацию и использовать её в расчётах и автоматических измерениях.

 

МИФ 8. Никогда не помещайте осциллографические пробники в климатическую камеру.


Были времена, когда это утверждение было справедливым. Однако сегодня имеются специальные возможности для высокотемпературных измерений. Например, Keysight предлагает широкий ассортимент датчиков тока и напряжения, которые могут применяться в климатических камерах и работать в диапазоне температур от -50 до +150 °C. Кроме способности выдерживать высокие температуры эти пробники имеют также и более длинные кабели, что позволяет проводить измерения непосредственно в камере, а наблюдать за измерениями на установленном снаружи контрольно-измерительного оборудовании.

 

МИФ 9. Пробники тока не подходят для измерения “малых” токов.


Многие пользователи осциллографических пробников тока имеют отрицательный опыт измерения малых токов (1-50 мА) и заметили, что разброс показаний пробников тока от измерения к измерению может быть больше, чем сам измеряемый ток. Это связано с целым рядом факторов, таких как изменение положения проводника, проходящего через пробник, тепловой дрейф пробника, остаточная намагниченность или наводка внешних сигналов на измерительный трансформатор тока. Но сейчас выпускаются новые модели пробников, такие как токовые пробники высокой чувствительности Keysight N2820A, которые специально предназначены для измерения очень малых токов (несколько мкА и ниже). Эти пробники отбросили прежний метод измерения на основе магнитного поля и эффекта Холла и вместо этого полагаются на закон Ома. Они представляют собой дифференциальные пробники напряжения, которые измеряют падение напряжения на резистивном датчике с сопротивлением в диапазоне от 1 мОм до 1 МОм, и выводят на осциллограф результаты измерения, выраженные в амперах. Такой подход устраняет перечисленные выше источники ошибок и позволяет точно измерять очень малые токи с помощью осциллографа.

 

МИФ 10. Нельзя использовать два пробника и одновременно управлять осциллографом.


Среди продуктов, выпускаемых производителями пробников, есть держатели и позиционеры пробников, которые не столь широко рекламируются и поэтому не получили широкой известности. Эти удобные принадлежности работают как дополнительная рука, позволяя пользователю управлять осциллографом и одновременно снимать сигналы в нескольких точках. Сложность этих приспособлений простирается от простой подставки с двумя ножками, которая пристёгивается к пробнику, образуя устойчивую треногу, в которой в роли третьей ноги выступает сам пробник, до многокоординатных гибко позиционируемых держателей, которые могут держать пробник в любой ориентации, позволяя контактировать не только с горизонтальными, но и вертикальными объектами.

 

МИФ 11. Сложно снимать сигнал в современных конструкциях с высокой плоскостью монтажа.


Снимать сигнал в устройствах с высокой плоскостью монтажа не так сложно, как многие думают. Производители пробников постоянно создают новые приспособления или линейки пробников, чтобы упростить доступ к сигналам при высокой плотности монтажа. Они уменьшают диаметр новых пассивных пробников, стремясь упростить обзор объектов, или в некоторых случаях снабжают активные пробники подсветкой. Выпускается даже новейшая магнитная головка пробника, Keysight N2851A, в которой пользователь припаивает к контрольной точке небольшую контактную площадку, а пробник подключается к площадке и удерживается на месте маленькими магнитами. Такой пробник можно легко перемещать между контрольными точками.

Введение

Вам нужно одновременно контролировать входы и выходы 16-разрядного счетчика, чтобы определить ошибку синхронизации, но при этом у вас есть только 2-канальный осциллограф. Как же увидеть все это одновременно? Вы только что построили диаграмму сигналов для цифровой схемы. Как ее проверить? Чем воспользоваться для захвата и анализа этих сигналов?

 

Без соответствующего инструмента решение этих задач отнимет массу времени. Лучшим решением для всех перечисленных проблем будет логический анализатор. В этой статье рассматриваются основные вопросы применения логических анализаторов. Прочтя ее, вы получите отличное представление о функциях логического анализатора.

 

Осциллограф или логический анализатор?

Выбирая между осциллографом и логическим анализатором, многие инженеры отдают предпочтение осциллографу. Однако в некоторых случаях польза от осциллографа весьма невелика. Существует множество задач, где логический анализатор может оказаться куда полезней.

 

Когда нужен осциллограф

  • Когда нужно увидеть небольшие выбросы на сигнале
  • Когда нужна высокая точность при определении временных интервалов

 

Когда нужен логический анализатор

  • Когда нужно увидеть много сигналов одновременно

  • Когда нужно представить сигналы именно так, как видит их само оборудование

  • Если нужно синхронизироваться от определенной комбинации сигналов на нескольких линиях и увидеть результат

 

Когда сигнал в вашей системе пересекает пороговое значение, логический анализатор реагирует на него точно так же, как и сама логическая схема. Он распознает лишь два состояния сигнала – «ноль» или «единица». Кроме того, он может синхронизироваться по определенному сочетанию нулей и единиц исследуемых сигналов.

 

В общем случае используйте логический анализатор тогда, когда вам нужно увидеть больше сигналов, чем может показать осциллограф. Логические анализаторы очень полезны для определения временных соотношений или для исследования данных, передаваемых по шине, например, адресов, данных или управляющих сигналов на шине микропроцессора. Они могут декодировать информацию на шинах микропроцессоров и представлять ее в осмысленном виде.

 

Если вы закончили параметрический этап проектирования и занялись исследованиями временных соотношений между многими сигналами, причем вам нужно синхронизироваться по определенному сочетанию логических уровней этих сигналов, то вам нужен именно логический анализатор.

 

Что такое логический анализатор?

Многие логические анализаторы состоят, по сути дела, из двух анализаторов. Первый из них – это анализатор временных диаграмм (АВД), а второй – анализатор логических состояний (АЛС).

 

Принцип работы анализатора временных диаграмм

Анализатор временных диаграмм выводит информацию практически в том же виде, что и осциллограф, откладывая по горизонтальной оси время, а по вертикальной – уровень напряжения. Поскольку форма сигналов в обоих приборах зависит от времени, говорят, что они представляют сигнал во временной области.

 

Выбор правильного метода дискретизации

Анализатор временных диаграмм подобен цифровому осциллографу с вертикальным разрешением один бит. При разрешении один бит анализатор видит только два состояния – «ноль» или «единицу». Для него существует лишь один, определенный пользователем порог напряжения. Если сигнал в момент дискретизации превышает порог, анализатор отображает его как сигнал высокого уровня или «единицу». Если сигнал оказывается ниже порога, он отображается как «ноль» или сигнал низкого уровня. В результате создается список нулей и единиц, представляющий собой однобитное представление входного сигнала. Этот список сохраняется в памяти и используется для восстановления однобитной формы входного сигнала, как показано на рис. 1.

 

Рисунок 1. Точки дискретизации анализатора временных диаграмм
1. Порог
2. Точка дискретизации
3. Результаты дискретизации (0 означает, что сигнал ниже порога)

Результаты дискретизации (1 означает, что сигнал выше порога)

Анализатор временных диаграмм показывает сигнал, реконструированный по результатам дискретизации

 

Анализатор временных диаграмм превращает все сигналы в сигналы прямоугольной формы, что, на первый взгляд, ограничивает его возможности. Однако если вам нужно проанализировать временные соотношения нескольких сотен сигналов путем одновременного их наблюдения, вам нужен именно логический анализатор.
Помните, что каждая точка дискретизации использует одну ячейку памяти. Поэтому, чем выше разрешение (выше частота дискретизации), тем меньше окно захвата.

 

Дискретизация переходов

При захвате пакетных данных, как показано на рис. 2, нужно выбрать максимальное разрешение (например, 4 нс), чтобы захватить быстрые импульсы в самом начале. Это значит, что анализатор временных диаграмм с объемом памяти 4K (4096 отсчетов) прекратит захват данных через 16,4 мкс, и второй пакет данных вы уже не захватите.

 

Во время повседневной отладки нам постоянно приходится регистрировать и сохранять данные в моменты, когда активность сигнала отсутствует. Это приводит к бесполезному расходу памяти анализатора, не давая никакой дополнительной информации. Эту проблему можно решить, если знать, в какие моменты времени возникает переходной процесс и какой будет полярность сигнала – положительной или отрицательной. Эта информация составляет основу анализа переходов и позволяет повысить эффективность использования памяти.

 

Для реализации эффективного анализа переходов нужно использовать на входе анализатора временных диаграмм «детектор переходов» и счетчик. Теперь анализатор будет сохранять только те отсчеты, которым предшествовал переход, вместе со временем, прошедшим от последнего перехода. При таком подходе используется всего две ячейки памяти на каждый переход, а при отсутствии активности – память вообще не используется.

 

В нашем примере мы можем захватить второй пакет, а также третий, четвертый и пятый, в зависимости от того, сколько импульсов входит в состав пакета. В то же время, мы можем сохранить максимальное разрешение 4 нс (рис. 3).

 

Рисунок 2. Дискретизация с высоким разрешением
1. Точки дискретизации (все сохраняются в памяти)
2. 36 нс
3. 50 мкс
4. Память заполнена
4096 х 4 нс = 16,4 мкс


Рисунок 3. Дискретизация с детектором переходов
1. Точки дискретизации
2. Точки дискретизации, сохраненные в памяти
3. 36 нс
4. 50 мкс
5. Потребовалось всего 28 ячеек памяти (14 точек дискретизации + 14 временных интервалов)

 

Захват выбросов

Выбросы имеют дурную привычку появляться в самые неподходящие моменты времени с самыми тяжелыми последствиями. Анализатор временных диаграмм дискретизирует входные сигналы, следит за переходами, возникающими между выборками, и может обнаружить появление выброса. В случае анализатора выброс определяется как переход, несколько раз пересекающий порог между соседними выборками. Для распознания выброса мы должны «научить» анализатор распознавать множественные переходы и показывать их, как выбросы.

 

Хотя отображение выбросов само по себе очень полезно, было бы еще полезней синхронизироваться от выброса и показывать данные, предшествующие ему. Это помогло бы определить причину, вызвавшую выброс. К тому же, такая способность позволила бы анализатору регистрировать данные только тогда, когда нужно – в момент появления выброса.

 

Предположим, что у нас есть система, которая периодически сбоит из-за выбросов на одной из линий. Поскольку выбросы появляются редко, постоянное сохранение данных приведет к невероятному увеличению объема анализируемой информации (при наличии достаточного объема памяти). Или можно взять анализатор без функции синхронизации по выбросам и сидеть перед ним, нажимая кнопку Пуск, пока не заметим выброс.

 

Синхронизация анализатора временных диаграмм

Логический анализатор постоянно захватывает данные и прекращает захват при обнаружении точки трассировки. Это позволяет анализатору показывать информацию, предшествующую точке трассировки (известную, как отрицательное время), а также информацию после точки трассировки.

 

Синхронизация по комбинации сигналов

Определение условий трассировки для анализатора временных диаграмм несколько отличается от настройки уровня синхронизации осциллографа. Многие анализаторы могут синхронизироваться от определенного сочетания нулей и единиц на входных линиях.

 

Для облегчения работы условия синхронизации в большинстве анализаторов можно вводить в виде двоичных (нулей и единиц), шестнадцатеричных, восьмеричных или десятичных чисел или в виде символов ASCII. Использование шестнадцатеричных чисел особенно удобно для анализа шин, имеющих разрядность 4, 8, 16, 24, или 32 бита. Представьте, как сложно было бы указать условия синхронизации 24-битной шины в виде двоичного числа.

 

Синхронизация по фронту

Настройку уровня запуска в осциллографе можно представить, как установку уровня на компараторе, который вызывает запуск осциллографа, когда входное напряжение пересекает этот уровень. При синхронизации по фронту анализатор временных диаграмм работает, в сущности, так же, за исключением того, что уровень запуска определяется установкой логического порога.

 

Хотя многие логические устройства реагируют на уровень, тактовые и управляющие сигналы этих устройств работают, как правило, по фронту. Синхронизация по фронту позволяет начать захват данных в момент тактирования устройства.

 

Можно настроить анализатор так, чтобы он начинал захват данных при появлении фронта тактовой частоты (переднего или заднего) и захватывал все выходы регистра сдвига. Конечно, в таком случае нужно обеспечить задержку точки трассировки, чтобы учесть задержку распространения в регистре сдвига.

 

Принцип работы анализатора логических состояний

Если вы никогда не пользовались анализатором логических состояний, вам может показаться, что это невероятно сложный прибор, на овладение которым нужно потратить массу времени. Истина в том, что многие разработчики аппаратуры считают анализатор логических состояний очень полезным инструментом.

 

Когда нужен анализатор логических состояний

"Логическим состоянием" логической схемы называется значение шины или линии в момент, когда данные достоверны.


Давайте рассмотрим обычный D-триггер. Данные на входе D недостоверны до тех пор, пока не появится положительный фронт тактового сигнала. Таким образом, состояние этого триггера соответствует моменту появления положительного фронта тактового сигнала.


Теперь представьте, что у нас есть восемь таких триггеров. Все восемь подключены к одному и тому же тактовому сигналу. При появлении положительного фронта тактового сигнала все восемь триггеров захватывают данные со своих "D" входов, и это происходит при каждом положительном фронте тактового сигнала. Эти восемь линий аналогичны шине микропроцессора.


Если мы подключим к этим восьми линиям логический анализатор и скажем ему, регистрировать данные при каждом появлении положительного фронта тактового сигнала, анализатор как раз и будет анализировать логические состояния. Никакая активность на входе не будет регистрироваться, пока сигнал тактовой частоты не перейдет в единицу.

 

Анализатор временных диаграмм использует для управления дискретизацией встроенный генератор тактовой частоты, в результате он асинхронно дискретизирует сигналы исследуемой системы. Анализатор состояния дискретизирует сигналы синхронно, поскольку он получает тактовую частоту от самой системы.
Как правило, анализатор состояния выводит данные в виде списка, тогда как анализатор временных диаграмм выводит данные в виде временной диаграммы.

 

Что такое тактовая частота

В анализаторе временных диаграмм дискретизация выполняется под управлением внутреннего генератора тактовой частоты. Это сильно упрощает ситуацию. Однако в микропроцессорных схемах система может иметь несколько тактовых частот.


Предположим, что мы хотим засинхронизироваться от определенного адреса памяти и увидеть сохраненные в нем данные. Будем считать, что в системе используется процессор Zilog Z80.


Чтобы наш анализатор мог захватывать адреса процессора Z80, он должен регистрировать данные в тот момент, когда линия MREQ переходит в ноль. Однако для захвата данных анализатор должен делать выборку в момент, когда в ноль переходит линия WR (цикл записи) или когда в ноль переходит линия RD (цикл чтения). Некоторые процессоры передают данные и адрес по одним и тем же линиям. Анализатор должен уметь считывать информацию с одной и той же шины, но в разные моменты времени.

 

Рисунок 4. Временная диаграмма работы памяти
1. Операция чтения
2. Операция записи
3. Тактовая частота
4. Ожидание
5. Достоверный адрес
6. Достоверные данные
7. Выходные данные

 

Во время цикла чтения или записи Z80 сначала выводит адрес на шину адреса. Затем он устанавливает сигнал MREQ, показывая, что на шине присутствует достоверный адрес для чтения или записи в память. После этого устанавливается линия RD или WR, в зависимости от того, что выполняется, чтение или запись. Причем линия WR устанавливается только при наличии на шине достоверных данных.


Таким образом, анализатор временных диаграмм выступает в роли демультиплексора, который в нужное время захватывает адрес, а затем захватывает данные, которые появляются на тех же линиях.

 

Синхронизация анализатора логических состояний

Подобно анализатору временных диаграмм, анализатор логических состояний способен классифицировать данные, которые мы хотим сохранить. Если нас интересует определенное сочетание нулей и единиц на шине адреса, мы можем сказать анализатору, начать сохранение при обнаружении этого сочетания и продолжить сохранение до заполнения памяти.

 

Информацию можно отображать в шестнадцатеричной или в двоичной форме. Может оказаться полезным декодировать шестнадцатеричный код в команды ассемблера. В случае процессора шестнадцатеричные коды представляют собой его команды. Большинство производителей анализаторов разработали специальные пакеты программ, которые называются дизассемблерами или обратными ассемблерами. Назначение этих пакетов – преобразовать шестнадцатеричный код в команды ассемблера, чтобы упростить их интерпретацию.

 


Рисунок 5. Преобразование шестнадцатеричного кода в команды ассемблера

 

Что такое уровни последовательности

Анализаторы состояния имеют "уровни последовательности", которые облегчают синхронизацию и сохранение. Уровни последовательности позволяют более точно классифицировать сохраняемые данные, нежели отдельные точки синхронизации. Это значит, что вы можете точно установить окно регистрации данных, не сохраняя информацию, которая вам не нужна. Обычно уровни последовательности выглядят примерно так:

 

1 find xxxx
else on xxxx go to level x 2 then find xxxx
else on xxxx go to level x 3 trigger on xxxx

 

Селективное сохранение экономит память и время

Под селективным сохранением подразумевается сохранение некоторой части большого целого. Например, предположим, что у нас есть процедура на ассемблере, которая возводит в квадрат заданное число. Если эта процедура выполняет возведение в квадрат с ошибкой, мы может заставить анализатор логических состояний захватить эту процедуру. Для этого мы сначала говорим анализатору, найти начало процедуры. Когда он найдет начальный адрес, мы говорим ему, искать конечный адрес, одновременно сохраняя все промежуточные данные. При обнаружении конца процедуры, мы говорим анализатору, остановить сохранение.

 

Как подключить исследуемую систему

До сих пор мы обсуждали некоторые различия между осциллографами и анализаторами временных диаграмм и логических состояний. Но перед тем как мы сможем воспользоваться этими новыми приборами, нужно обсудить еще один вопрос – систему пробников.

 

Конструкция пробника логического анализатора позволяет подключать большое число каналов к исследуемой системе за счет некоторой потери точности по амплитуде. По традиции, логические анализаторы используют активные пробники со встроенными детекторами, рассчитанные на подключение восьми каналов и обладающие общей емкостью 16 пФ на канал.

 

Подключение пробников

Физическое подключение к цифровым системам должно быть надежным и удобным, чтобы точно передавать данные в логический анализатор с минимальным влиянием на исследуемую систему.

 

Типичным решением является пассивный пробник с шестнадцатью каналами на один кабель. Каждый кабель терминируется с обоих концов нагрузкой с сопротивлением 100 кОм и емкостью 8 пФ. Попробуйте сравнить электрические параметры пассивного пробника с пробником осциллографа. Кроме небольших размеров и высокой надежности, преимущество пассивной системы пробников заключаются в том, что можно терминировать пробник непосредственно в точке подключения его к исследуемой системе. Это позволяет исключить дополнительную паразитную емкость, связанную с проводами, соединяющими большие активные пробники с исследуемой системой. В результате тестируемая система «видит» емкость всего 8 пФ вместо 16 пФ, как в прежних системах снятия сигнала.

 

Пробники логического анализатора и другие принадлежности

Подключение анализатора логических состояний к микропроцессорной системе требует некоторых усилий, касающихся обеспечения механического подключения и выбора тактовых сигналов. Не забывайте, что нам надо тактировать анализатор логических состояний в моменты появления на шине достоверного адреса или данных. С некоторыми микропроцессорами может потребоваться применение внешних цепей для декодирования нескольких сигналов, чтобы получить сигнал тактовой частоты для анализатора. Пробник логического анализатора обеспечивает не только быстрое и надежное механическое соединение к исследуемой системе, но и все необходимые электрические адаптеры, такие как схемы тактирования и демультиплексирования.

 

Рисунок 6. Пробник логического анализатора

Заключение

В этой статье рассказывается, что такое логический анализатор и какие функции он выполняет. Поскольку большинство анализаторов состоит из двух основных частей, анализатора временных диаграмм и анализатора логических состояний, мы рассмотрели их отдельно. Но вместе они образуют мощный инструмент для разработчика цифровых схем.

 

Анализатор временных диаграмм больше подходит для схем и приложений с использованием шины, где приходится иметь дело с несколькими линиями. Также он может синхронизироваться по комбинации логических состояний линий или по выбросам.

 

Анализатор логических состояний чаще рассматривается, как программное средство. На самом деле он находит широкое применение и в аппаратной сфере. Поскольку он получает тактовую частоту из исследуемой системы, его можно использовать для захвата данных в тот момент, когда их видит система – по тактовой частоте самой системы.

 

Теперь, вооружившись фундаментальными знаниями, вы сможете уверенно пользоваться логическим анализатором для отладки своих схем.