Принцип действия логических анализаторов заключается в том, что изменения логических состояний в исследуемых точках, переход из одного логического состояния в другое под воздействием внешних стимулов записываются во внутреннюю память анализатора, а затем воспроизводятся на экране 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 делятся на: анализаторы логических состояний (АЛС) и анализаторы временных диаграмм (АВД).
Структурные схемы использования АЛС и АВД приведены на рисунке 3.
АЛС используется для записи во ВП сигналов внешних по отношению к прибору. Для записи этих сигналов используются стимулирующие сигналы, изменяющие логические состояния исследуемых схем.
В АВД для записи сигналов используется внутренний ТГ.
Таким образом, при помощи логических анализаторов данные о логических состояниях исследуемых схем заносятся во ВП, преобразуются к виду удобному для поступления на индикатор и индицируются для АЛС в виде таблицы истинности, для АВД в виде квазивременной диаграммы.
В АЛС данные в память заносятся синхронно с изменением логического состояния исследуемого устройства, поэтому АЛС называют синхронными анализаторами.
В синхронном режиме логический анализатор работает от генератора тактовых импульсов исследуемой схемы.
В АВД данные в память заносятся асинхронно, поэтому их называют асинхронными анализаторами.
В асинхронном режиме для записи во внутреннюю память используются сигналы внутреннего тактового ТГ. Чтобы избежать потерь записи информации частота этого генератора должна быть в 4-10 раз больше частоты исследуемой схемы. Кроме того ВП в АВД всегда много больше, чем в АЛС. Например, наибольшая глубина памяти в современных АЛС – 64 бита/канал, а в АВД может быть 2048 б/канал и больше.
Обобщенная структурная схема логического анализатора
Обобщенная структурная схема логического анализатора приведена на рисунке 4.
Эта схема верна и для АЛС и для АВД. Тактовые импульсы могут быть и внешними и внутренними.
Назначение блоков
К0,…, Кn сортируют поступающую информацию на логический "0" или "1".
В П0,…, Пn записывается информация при помощи внешнего для АЛС или внутреннего для АВД тактового импульса.
КК сравнивает поступающую информацию с информацией, вводимой с передней панели анализатора. При приходе запускающего слова он вырабатывает сигнал на устройство запуска.
УЗ разрешает запись в память приходящей информации.
СЗЗ задерживает разрешение записи в память на заданное число запускающих слов.
СЦЗ задерживает разрешение записи на заданное число тактовых импульсов.
СПИ преобразует информацию записанную в памяти к виду удобному для восприятия.
И индицирует информацию в виде таблицы истинности или квазивременной диаграммы. И индицирует информацию в виде таблицы истинности или квазивременной диаграммы.
|
Для нормальной работы анализатора надо с передней его панели ввести следующие данные:
- вид индикации;
- режим работы;
- код запускаемого слова;
- длительность задержки записи;
- длительность цифровой задержки;
- уровень компарирования (с учетом уровней логических сигналов исследуемой схемы);
- частоту внутреннего ТГ (для АВД) и другие.
Современные логические анализаторы выполняются с числом каналов от 2 до 128, как правило с дискретом 2,4,8, и так далее.
Большинство АЛС имеют быстродействие 10-50 МГц. Частота современных АВД – от 50 до 500 МГц. Чем выше рабочая частота анализатора, тем более узкие импульсы он способен захватывать. Например, анализатор с быстродействием 50 МГц различает “паразитные” импульсы длительностью 5-10 нс, а с быстродействием 100 МГц - 3÷5 нс.
АВД чаще используется на начальной стадии проектирования при отладке аппаратных средств. Благодаря большой глубине памяти и специальной схеме детектирования коротких импульсов при помощи его можно отыскать короткие "паразитные" импульсы. На конечной стадии проектирования при отладке математического обеспечения систем чаще используются АЛС, на экране которых мы можем отображать фрагменты программы в двоичном коде. Некоторые АЛС имеют дополнительные блоки преобразования информации, что позволяет получать на экране таблицу команд непосредственно на языке программирования высокого уровня.