ВСТУП В РІШЕННЯ ДЛЯ ТЕСТУВАННЯ СИСТЕМ ІЗ ЗМІШАНИМИ СИГНАЛАМИ. ЧАСТИНА 1

Магазин Gtest® пропонує широку номенклатуру осцилографів на сторінці сайту, що наводиться в самому кінці розділу, а також рекомендовані прилади та статті для самоосвіти

Вступ

Оскільки складність сучасних електронних схем зростає зі збільшенням використання цифрової та послідовної передачі даних, визначення приладу, який можна вважати оптимальним для тестування таких систем, стає неоднозначним. Інженери розробляють системи зі змішаними сигналами, в яких поєднуються аналогові та цифрові технології.

Зростає необхідність в обладнанні, що дозволяє зіставляти аналогові та цифрові сигнали за допомогою одного приладу. Зазвичай аналіз змішаних сигналів виконувався з використанням автономного осцилографа та логічного аналізатора. Таке рішення часто є громіздким, і з його допомогою складно досягти оптимальних результатів. Необхідність зіставлення аналогових та цифрових сигналів призвела до розробки осцилографа змішаних сигналів.

Між осцилографами, осцилографами змішаних сигналів та логічними аналізаторами існують як подібності, так і відмінності. Щоб краще зрозуміти, у яких випадках і як використовуються ці прилади, корисно порівняти їх функції.

Цифровий осцилограф

Цифровий осцилограф широко використовується розробниками електронної техніки у всьому світі. Вони добре розуміють принцип його роботи та довіряють отриманим результатам. Висока частота дискретизації та широка смуга пропускання дозволяють реєструвати і переглядати сигнали з високою роздільною здатністю.

Осцилографи чудово підходять для відображення та вимірювання аналогових характеристик електричних сигналів усіх типів. Зазвичай осцилограф має два або чотири вхідні канали, що дозволяє зіставляти невелику кількість аналогових, цифрових сигналів та сигналів послідовної передачі даних.

Рисунок 1 - Налагодження аналогової схеми з використанням осцилографа серії Tektronix TDS3000B

Рисунок 2 - Декодування послідовного потоку з використанням осцилографа серії Tektronix DPO400

Області застосування цифрового осцилографа

• Вимірювання амплітуд та часових параметрів сигналів.
• Вимірювання параметрів фронту та напруги сигналу для оцінки часових характеристик.
• Вимірювання струму.
• Виявлення помилок перехідних процесів, глітчів, рант-імпульсів та метастабільних переходів.
• Визначення характеристик цілісності сигналу.

Логічний аналізатор

Логічний аналізатор є ідеальним приладом для перевірки та налагодження складних цифрових схем. Найбільш очевидною відмінністю логічного аналізатора від осцилографа є кількість каналів. Логічні аналізатори мають від 34 до сотень і навіть тисяч каналів, тоді як звичайний осцилограф має лише 2-4 канали.

Логічні аналізатори реєструють сигнали інакше, ніж осцилографи. Осцилограф використовує аналого-цифровий перетворювач для детального відтворення форми сигналу, тоді як логічний аналізатор порівнює сигнал із заданим пороговим рівнем і визначає логічний стан 0 або 1.

Такі різні підходи до реєстрації сигналів призводять до того, що один і той самий імпульс відображається по-різному.

Рисунок 3 - Відображення сигналів на логічних аналізаторах та осцилографах

Ще одна відмінність полягає у системі запуску. Осцилографи забезпечують запуск за аналоговими подіями, тоді як логічні аналізатори підтримують складні багатоступеневі умови запуску та спеціалізовані інструменти аналізу цифрових систем.

Крім того, логічні аналізатори підтримують відстеження виконання програм, аналіз системних шин та комплексне тестування цифрових пристроїв.

Рисунок 4 - Відстеження вихідного коду на логічному аналізаторі Tektronix TLA

Рисунок 5 - Аналіз часових параметрів із використанням логічного аналізатора Tektronix TLA

Області застосування логічного аналізатора

• Всебічна багатоканальна перевірка роботи цифрової системи.
• Використання сучасних режимів запуску для пошуку несправностей.
• Відстеження виконання програм.
• Перевірка часових характеристик системи.
• Тестування параметрів системи.
• Дослідження швидкодіючих запам'ятовуючих пристроїв.

Логічний аналізатор із модулями осцилографа

Однією з перших спроб створення рішень для тестування систем зі змішаними сигналами було оснащення логічних аналізаторів спеціальними модулями осцилографа. Вони дозволяли реєструвати аналогові сигнали та зіставляти їх із цифровими даними на одному екрані.

Однак такі рішення мали обмеження. Вони були дорожчими, менш гнучкими та не могли повністю замінити автономний осцилограф.

Області застосування логічного аналізатора з осцилографом

• Розробка схем з аналоговими та цифровими компонентами.
• Аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі.
• Вимірювання якості цифрових сигналів.
• Зіставлення аналогових та цифрових подій у часі.
• Дослідження параметрів перехідних процесів під час увімкнення системи.

Логічний аналізатор у поєднанні з настільним осцилографом

Осцилограф можна знайти практично в кожній інженерній лабораторії. Вони чудово підходять для відображення аналогових сигналів із високою роздільною здатністю. Коли ж необхідно аналізувати велику кількість цифрових каналів, застосовуються логічні аналізатори.

Для вирішення складних задач зі змішаними сигналами часто необхідно одночасно використовувати і осцилограф, і логічний аналізатор.

Фахівці Tektronix розробили технологію iView™ (Integrated View), яка автоматично синхронізує дані осцилографа та логічного аналізатора, забезпечуючи єдине середовище аналізу.

Області застосування логічного аналізатора у поєднанні з настільним осцилографом

• Цифрові та високошвидкісні пристрої послідовної передачі даних.
• Низькошвидкісні пристрої послідовної передачі даних.
• Проєктування та перевірка роботи запам'ятовуючих пристроїв.
• Перевірка характеристик системи.
• Розробка серверів.
• Перевірка високошвидкісних з'єднувальних каналів.
• Аналіз зовнішньої мікропроцесорної шини.
• Графічні пристрої.

Продовження слідує…

купити осцилограф в Україні