Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



ции. Кроме того, установка обесценивает определение коэффициента перехода частотной модуляции в амплитудную в тракте прибора в режиме измерения параметров AM сигналов (лчм/Ам)-

Установка состоит из генератора ЧМ сигналов, генератора модулирующих напряжений и генератора дискретных частот. Генератор ЧМ сигналов совместно с генератором модулирующих напряжений обеспечивает вьздачу калиброванных по девиации частоты прецизионных ЧМ сигналов на несущих частотах /„ Д, /3, (характеристики сигналов приведены в табл. 15.2). Генератор дискретных частот является источником немодулированных сигналов с частотами 0,128; 1; Ш; 50; 83,3; 250; 500; 1000 МГц с малым уровнем частотных щумов (характеристики сигналов приведены в табл. 15.2) и обеспечивает определение уровня частотного щума тракта измерителя модуляции. Структурная схема установки К2-38, поясняющая принцип ее построения, показана на рис. 15.10. Генератор ЧМ сигналов содержит три независимых генератора на частоты /„ /з и /4. Сигнал с частотой /2 получают умножением сигнала /j в 5 раз. Сигналы /, - /4 кроме значений несущих частот различаются еще пределами устанавливаемых девиаций частоты. Принципиальной особенностью измерителя модуляции в режиме обработки ЧМ сигнала является отсутствие дополнительной погрещности измерения девиации частоты, зависящей от значений несущей частоты сигнала, т. е. допустимо определение погрещности на одной несущей частоте. Применение в установке рада ЧМ сигна-

лов с различными частотами вызвано сложностью перекрытия щирокого диапазона воспроизводимых значений девиации частоты (от единиц герц до 1 МГц) одним ЧМ генератором.

Калибровка девиации частоты выходного сигнала с частотой /4 осуществляется методом измерения с помощью электронно-счетного частотомера, для чего ЧМ сигнал переносится на промежуточную частоту, близкую к нулю. Как показано в § 15.2, показания частотомера в этом случае определяются выражением = 2Д 7г « 0,637Д/. Для получения прямого отсчета измеряемого значения девиации частоты в генераторе ЧМ сигналов имеется специальный масштабный генератор сигнала с частотой 637 Гц. При включении частотомера в режим измерения отнощения частот ЧМ сигнала и масштабного генератора показания частотомера соответствуют установленному значению девиации частоты. Калибровка девиации частоты ЧМ сигналов с частотами /, - /з производится методом компарирования с сигналом частотой /4 с использованием поверяемого измерителя модуляции, осуществляющего демодулирование компа-рируемых сигналов. Компаратор состоит из пикового детектора, преобразующего демодулированный сигнал в постоянное напряжение, пропорциональное девиации частоты, и преобразователя напряжение - частота. Процесс компарирования заключается в получении равенства показаний частотомера при подаче на вход компаратора (поочередно) соответствующих компарирующих сигналов.

РАЗДЕЛ ШЕСТНАДЦАТЫЙ ЛОгаЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ

16.1. ВВЕДЕНИЕ

Широкое применение логических интегральных микросхем (и особенно микропроцессоров) при разработке современной радиоаппаратуры привело к тому, что традиционные аналоговые осциллографы во многих случаях оказались непригодными для наблюдения за прохождением информации. Это связано прежде всего с тем, что при работе с осциллографом одновременно можно наблюдать лишь ограниченное число процессов (максимум восемь), тогда как при работе с микропроцессорами очень часто требуется одновременный просмотр более 40 процессов.

Значительную трудность представляет наблюдение однократных или непериодических логических процессов. Выпускаемые запоминающие осхшллографы также непригодны из-за малого числа каналов и недостаточной полосы пропускания.

Очень несовершенен запуск осциллографа (первым пришедшим импульсом), чт» при наблюдении непериодических сигналов дает неустойчивое изображение на экране ЭЛТ.

Даже главное достоинство осциллографов - возможность измерения напряжения контролируемых сигналов - превращается г недостаток, так как при работе с логически-



ми интегральными микросхемами достаточно знать, в каком состоянии находится данный узел (в состоянии логической 1 или логического 0). Излишняя информация также затрудняет интерпретацию полученных данных.

Логический анализатор - эквивалент осциллографа, специально приспособленный для работы с цифровыми схемами и свободный от всех недостатков аналоговых осциллографов.

Если осциллограф показывает значение напряжения в зависимости от времени, то логический анализатор показывает логическое состояние в зависимости от числа прошедших тактовых импульсов. Таким образом, логические анализаторы позволяют проверять работу логических узлов в режиме реального времени. Они воспринимают двоичные сигналы и представляют их в форме, удобной для оператора.

Область применения анализаторов чрезвычайно широка: их можно использовать как при разработке и вьшуске, так и при ремонте различных логических устройств. Кроме того, они удобны и при отладке математического обеспечения как отдельно взятых приборов, так и больших информационно-измерительных систем.

В данном пункте описаны логические анализаторы, выпускаемые промышленностью. Кроме логических анализаторов дано описание программатора для программирования постоянных запоминающих устройств, без которых невозможно построение ни одной микропроцессорной системы.

16.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ

Принцип работы логических анализаторов заключается в том, что изменение логических состояний в испытуемых точках, переход из одного логического состояния в дру-

гое под воздействием внешних стимулов записываются во внутреннюю память анализатора, а затем воспроизводятся на экране индикатора в виде, удобном для восприятия оператором. Наличие в анализаторе внутренней памяти позволяет просматривать не только периодические, но и однократные логические процессы.

В зависимости от наличия внутреннего генератора и вида индикации логические анализаторы подразделяются на анализаторы логических состояний (АЛС) и анализаторы временных диаграмм (АВД).

Анализаторы логических состояний используются для записи во внутреннюю память сигнала, внешнего по отношению к прибору, в качестве которого, как правило, используются стимулирующие сигналы, изменяющие логические состояния испытуемых схем.

В АВД предусматривается наличие внутреннего тактового генератора, используемого для записи логического состояния в данной точке во внутреннюю память прибора. Структурные схемы использования АЛС и АВД приведены на рис. 16.1, а, б.

Таким образом, при помощи анализатора данные о логическом состоянии испытуемого узла на рабочей частоте заносятся во внутреннюю память, преобразуются к виду, удобному для индикации, и индицируются либо в виде квазивременной диаграммы (для АВД), либо в виде таблицы истинности (для АЛС) на экране ЭЛТ.

В первом случае данные в память заносятся синхронно с изменением логического состояния испытуемого узла, а во втором - асинхронно. Поэтому очень часто АЛС называют синхронными, а АВД - асинхронными анализаторами. Вид информации на экране ЭЛТ приведен на рис. 16.2.

Чтобы избежать потерь информации в АВД, необходимо запись в память вести с частотой, в несколько раз превышающей

Источник стимула

Источник стимула

Галс

Испытуемый узел

->1

Память

-*. Индикатор

1 +

1

Гавд

Испытуемый узел

Память

-> Индикатор

Тактовый генератор

Рис. 16.1. Структурные схемы логических анализаторов: о - анализатор логических состояний; б - анализатор временных диаграмм





Рис. 16.2. Вид информации на экране ЭЛТ: а - таблица истинности; 6 - квазивременная диаграмма

рабочую частоту испытуемого узла (по крайней мере в 5 -6 раз). Поэтому тактовая частота АВД всегда выше тактовой частоты АЛС. Кроме того, внутренняя память для полного воспроизведения диаграммы изменения логических состояний должна быть много больше, чем у АЛС. Так, например, наибольшая глубина памяти АЛС известных моделей равна 64 бита на канал, а для АВД она доходит до 2048 бит на канал и более.

Анализатор временных диаграмм чаще всего используется на начальной стадии проектирования при отладке аппаратных средств, так как он позволяет оценить относительные задержки между каналами. Благодаря большой глубине памяти и спепиальной схеме детектирования коротких импульсов при помощи АВД возможно отыскание коротких паразитных импульсов, существующих между тактовыми импульсами.

Вместе с тем АВД удобен и при работе с асинхронными системами, например для контроля синхронизации КОП.

На конечной стадии проектирования аппаратной части или отладки математического обеспечения приборов более удобен АЛС, на экране которого изображается часть программы в двоичном коде. Многие АЛС имеют возможность отображать информацию не только в двоичном, но и в восьмеричном, и в шестнадцатеричном кодах. Некоторые АЛС имеют дополнительные блоки преобразования информации, что позволяет получать на экране таблицу команд (листинг программы) непосредственно на языке программирования высокого уровня.

Кроме указанных анализаторов существуют специализированные анализаторы, предназначенные для решения узкого круга задач. Типичным представителем таких анализаторов является анализатор 814, который предназначен только для контроля прохождения сигналов по КОП. Существуют анализаторы, предназначенные для контроля

прохождения информации по шинам микропроцессоров какого-либо конкретного типа.

16.3. ОСОБЕННОСТИ ЛОГИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ

Многоканальиость. С помощью осциллографа одновременно можно рассматривать лишь два, максимум восемь независимых процессов. Число каналов в анализаторах практически ограничивается лишь емкостью внутренней памяти и габаритными размерами индикаторного устройства. В настоящее время имеются анализаторы с числом каналов от 2 до. 104. Многоканальные анализаторы удобны при регулировке и ремонте печатных плат с комбинационной и последовательной логикой: регистрами, счетчиками, сумматорами и т. д. Большое число каналов необходимо при проверке плат памяти, различных интерфейсных плат и особенно микропроцессорных устройств, где подчас только адресная шина занимает 16 и более каналов. Очевидно, что для 8-разрядного микропроцессора, имеющего 16-разрядную адресную шину, 8-разрядную шину данных и ряд других линий, требуется не менее чем 32-канальный анализатор.

Быстродействие. Проверка будет идеа.пь-ной только в том случае, если она npoit3B0-дится на рабочей частоте. Таким образом, чем выше быстродействие анализатора, тем лучше. Большинство АЛС имеет быстродействие 10-20 МГц, что вполне достаточно для современной микропроцессорной техники.

Как уже указывалось, чтобы избежать потери информации, АВД должны иметь более высокое быстродействие. Если первые анализаторы такого типа работали на частоте 10 МГц, то сейчас ни одна фирма не производит анализаторы с быстродействием менее 20 МГц. Частота большинства современных АВД 50 и 100 МГц. Однако наблюдается дальнейший рост быстродействия. Известны отдельные модели с бысхродей-ствием 200, 300 и даже 660 МГц.

При выборе анализатора по быстродействию следует учитывать и то, что все АВД имеют возможность детектировать узкие паразитные выбросы, существующие между, тактовыми импульсами. Чем выше рабочая частота анализатора, тем более узкие импульсы он способен захватывать. Как правило, анализатор с быстродействием 100 МГи способен различать паразитные импульсы длительностью 3 - 5 не, а с быстродействием 50 МГц 5-10 НС.

Способы запуска. Самым простым, при-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 [157] 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168


0.0114