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第八章 数据域测量 本章要点: · 数据域的基本概念 · 数据域测试系统 · 数字信号源 · 逻辑分析仪的组成、原理和应用 · 可测性设计技术 8.1 数据域测试概述 数字系统的特点 (1)数字信号通常是按时序传递的； (2)信号几乎都是多位传输的； (3)信息的传递方式是多种多样的； (4)数字信号的速度变化范围很宽； (5)信号往往是单次的或非周期性的； 8.2 数据域测试系统 8.2.1 数据域测试系统组成 一个被测的数字系统可以用它的输入和输出特性及时序关系来 描述，它的输入特性可用数字信号源产生的多通道时序信号来 激励，而它的输出特性可用逻辑分析仪来测试，获得对应通道 的时序响应，从而得到被测数字系统的特性。 特征分析 数字信号源 被测数字系统 逻辑分析 时序参数测试 图8.2 数据域测试系统的组成框图 8.2.2 数据域测试仪器 1)逻辑笔 逻辑笔算不上仪器，但却是数字域检测中方便实用的工具。它 像一支电工用的试电笔，能方便地探测数字电路中各点的逻辑 状态，例如，笔上红色指示灯亮为高电平，绿灯亮为低电平， 红灯绿灯轮流闪烁表示该点是时钟信号。 2)误码率测试仪 误码率测试仪更是常用的数字通信测试仪器。 误码率=误码的位数/传输的总位数 图形发生器 数字传输系统 误码检测器 图8.7 误码仪测试数字传输系统的测试框图 3)特征分析仪 为了识别一个电路或系统是否有故障，可以把电路各节点的正 常响应记录下来 ，在进 行故障诊断时，把实测的响应与正常 电路的响应作比较。如果两者一致，则认为电路没有故障 ；如 果各节点的响应中只要有一个节点不同，则可断定电路有故障。 基于特征分析方法的数字系统故障诊断的原理如图所示。 4)协议分析仪 协议分析仪是常用的数字通信测试仪器。协议（Protocol）是 描述不同器件之间相互进行数据通信的规则和过程，协议分析 仪可仔细地检查器件之间通信过程中所发生的一切事件，同时 对其是否符合通信协议做出测试 。协议分析仪不仅可用监测， 而且还能发送信息。 协议分析仪的前面板和后台支持都是由一台专用计算机来完成 的，它可对通信线路上的串行数据进行采集和处理，并可以格 式化或模拟输出串行数据。 5)数字信号源 6)逻辑分析仪 8.3 数字信号源 数字信号源又称为数字信号发生器，是数据域测试中的一种重 要仪器，它可产生图形宽度可编程的并行和串行数据图形，也 可产生输出电平和数据速率可编程的任意波形，以及一个可由 选通信号和时钟信号来控制的预先规定的数据流。 数字信号源是为数字系统的功能测试和参数测试提供输入激励 信号。功能测试是测出 被测器件在规定电平和正确定时激励下 的输出，就可以知道被测系统的功能是否正常；参 数测试可用 来测试诸如电平值、脉冲的边缘特性等参数是否符合设计规范。 8.3.1 数字信号源的组成 8.3.2 数据的产生 上图中的序列存储器在初始化期间写入了每个通道的数据，数 据存储器的地址由地址计数器提供。在测试过程中，在每一个 作用时钟沿上，计数器将地址加1。数据存储器输出的数据与 地址是一一对应的 ，这是产生线性数据流的一种简单方法，这 种方法提供的最大数据率每秒大于100Mbits。 一个8:l的多路器可将运行频率为F／8的8个并行输入位转换成 频率为F的串行数据流。对于低速的数字信号源，多路器可以 不要，从数据的每位数输出可直接产生一个串行数据流，该数 据流加到格式化器的输入端，通过格式化器将数据流与时钟同 步。在简单情况下，格式化器就是一个D触发器。数据的逻辑 电平加在D输入端，在时钟信号沿的作用下输出。 格式化器的输出直接驱动输出放大器，放大器的输出电平是可 编程的。在某些数字信号