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易經(jīng)入門書范文第1篇

1、引言

數(shù)字系統(tǒng)重點(diǎn)是考察信號(hào)高于或低于某一門限電平值，以及這些數(shù)字信號(hào)與系統(tǒng)時(shí)間之間的相對(duì)關(guān)系。六十年代后期，數(shù)據(jù)域分析的概念逐步形成。針對(duì)數(shù)據(jù)域的分析測(cè)試問題，電子測(cè)量開拓了一個(gè)新的領(lǐng)域一數(shù)據(jù)域測(cè)試。典型的數(shù)據(jù)域測(cè)試儀器：邏輯分析儀，如圖1所示。

2、高速信號(hào)探測(cè)

在過去幾十年中，數(shù)字設(shè)計(jì)人員一直把邏輯分析儀作為系統(tǒng)檢驗(yàn)的主要工具。近年來，隨著時(shí)鐘速率的加快，迫使設(shè)計(jì)人員不得不考慮系統(tǒng)所有部分的信號(hào)完整性，包括測(cè)試能力。

邏輯分析儀探頭已不再象以往那樣任意連接到系統(tǒng)上，就能夠保證成功，而是必須考察探頭位置、負(fù)荷及與傳輸線的鄰近程度等因素。本文考察了在探測(cè)高速數(shù)字系統(tǒng)時(shí)設(shè)計(jì)人員遇到的部分常見問題和探頭的負(fù)荷模型以及探測(cè)位置的影響。

(1)邏輯分析儀探頭的負(fù)荷模型

任何類型探頭的目標(biāo)都是盡可能對(duì)系統(tǒng)提供最小的電負(fù)荷。如果探頭對(duì)系統(tǒng)性能的影響太大，那么探頭將不能幫助設(shè)計(jì)人員檢驗(yàn)系統(tǒng)，因?yàn)楣收显蚩赡芡耆怯商筋^引起的。隔離故障對(duì)有效檢驗(yàn)故障非常重要，因此，設(shè)計(jì)人員必須能夠預(yù)測(cè)探頭對(duì)系統(tǒng)的影響，而不管其是可以忽略不計(jì)，還是占主導(dǎo)地位。

預(yù)測(cè)被探測(cè)系統(tǒng)性能的最精確方式是在系統(tǒng)模擬中包括一個(gè)探頭負(fù)荷模型。模擬不僅提供了最精確的探頭影響模型，而且提供了一種方式，可以改變變量，監(jiān)測(cè)每個(gè)變量的影響。這些變量包括探頭在傳輸線上的位置和／或從傳輸線到探針的探頭短線長(zhǎng)度。一般來說，邏輯分析儀的探頭負(fù)荷模型如圖2所示。

在較低頻率上，電阻器會(huì)主導(dǎo)探頭阻抗，此時(shí)對(duì)目標(biāo)的影響最小。這是因?yàn)樘筋^阻抗一般在100kΩ，而目標(biāo)一般在50―75Ω。兩個(gè)阻抗并聯(lián)，會(huì)產(chǎn)生最接近目標(biāo)的阻抗。常見探頭在頻率提高時(shí)，探頭開始引入電容，其阻抗開始滾降。一旦阻抗達(dá)到目標(biāo)阻抗的數(shù)量級(jí)上，來自探頭的反射會(huì)成為重要問題。由廣州致遠(yuǎn)電子有限公司研制的LA―Probe―E(如圖3所示)測(cè)量線具有極小的探頭負(fù)載效應(yīng)。獨(dú)特的探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得200MHz的數(shù)字信號(hào)(模擬帶寬大約為1GHz)時(shí)還具有550Ω業(yè)界同類型測(cè)量線最大的輸入阻抗，遠(yuǎn)大于目標(biāo)輸出阻抗，對(duì)被測(cè)系統(tǒng)幾乎沒有影響，確保測(cè)量的正確性。LA-Probe-E測(cè)量線輸入阻抗――頻率特性曲線如圖4所示。

此外，在超高頻率上，探頭會(huì)引入電感，阻抗將提高。探頭負(fù)荷的電容和電感會(huì)形成諧振。邏輯分析儀探頭的目標(biāo)是盡可能提高諧振的頻率。LA―Probe―E測(cè)量線的諧振頻率遠(yuǎn)大于1GHz，使得LA―Probe―E測(cè)量線不會(huì)影響被測(cè)系統(tǒng)。

(2)探測(cè)位置的影響

由于探頭是電路的一部分，而電路也是探頭的一部分，因此可以預(yù)測(cè)兩個(gè)感興趣的點(diǎn)的影響(即接收機(jī)和探針)。探頭的影響中一個(gè)主要變量是其在目標(biāo)傳輸線上的位置。通過其在傳輸線上的相對(duì)位置，可以確定探頭導(dǎo)致的反射。反射影響的嚴(yán)重程度取決于目標(biāo)系統(tǒng)(即軌跡長(zhǎng)度、端接方案、電壓余量等)。圖5是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)傳輸線系統(tǒng)，其中列明了連接邏輯分析儀探頭的最常用位置。

1　負(fù)荷端接系統(tǒng)

在負(fù)荷端接系統(tǒng)中，負(fù)荷端接電阻器僅用于傳輸線設(shè)計(jì)中，引入的反射被吸收到接收機(jī)上的端接電阻器。如果這些反射、入射波或后續(xù)波同時(shí)到達(dá)，它們本身會(huì)表現(xiàn)為上升時(shí)間劣化或碼間干擾(ISI)。在把邏輯分析儀探頭連接到系統(tǒng)上時(shí)，探頭將表現(xiàn)為電容不連續(xù)點(diǎn)。把探頭插入這類系統(tǒng)中的最佳位置是信號(hào)源。首先，探頭反射會(huì)即時(shí)發(fā)生在驅(qū)動(dòng)裝置上，然后這種反射會(huì)再次反射離開低阻抗驅(qū)動(dòng)裝置，并與入射波一起沿著傳輸線傳送。這樣收到的波形會(huì)經(jīng)歷上升時(shí)間劣化，但二次反射最小。其次，為降低電容負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)的影響，探頭形成的RC時(shí)間常數(shù)應(yīng)盡可能低。雖然探頭的電容不可改變，但時(shí)間常數(shù)的電阻／阻抗取決于探頭的位置，時(shí)間常數(shù)的電阻／阻抗是低阻抗驅(qū)動(dòng)裝置與傳輸線阻抗的并聯(lián)組合。這種組合在系統(tǒng)中產(chǎn)生了最低的電阻／阻抗，通過在信號(hào)源插入探頭，將會(huì)產(chǎn)生最低的RC時(shí)間常數(shù)。

2　源端接系統(tǒng)

在源端接系統(tǒng)中，僅使用圖5中的源端子。入射波在源端按電阻和傳輸線阻抗之間進(jìn)行幅度劃分：半幅度波傳到接收機(jī)上，在這里，被正反射，這種反射與入射波疊加在一起，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)裝置的原始幅度。同時(shí)反射通過反向傳導(dǎo)會(huì)傳回驅(qū)動(dòng)裝置，然后被吸收到源端接電阻器中。源端子采用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，使得在除接收機(jī)之外的傳輸線任何位置上，觀察到的波形都呈現(xiàn)出階梯形，如圖6所示。

通過把其與用戶定義的門限電壓(通常以電壓擺幅為中心)進(jìn)行比較，邏輯分析儀確定被探測(cè)的信號(hào)是‘1’還是‘0’。這意味著如果邏輯分析儀探頭位于直接接收機(jī)之外的任何地方，都將觀察到這種階梯狀波形。在波形位于擺幅中問的時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，邏輯分析儀將不能確定邏輯電平。這直接影響著分析儀的定時(shí)性能。因此對(duì)源端接系統(tǒng)，邏輯分析儀探頭的位置應(yīng)盡可能接近接收機(jī)。

3　雙端接系統(tǒng)

在雙端接系統(tǒng)中，傳輸線中同時(shí)使用源電阻器和端接電阻器。由于源端接電阻器和負(fù)荷端接電阻器形成的電阻分路器，只有一半的原始信號(hào)會(huì)到達(dá)接收機(jī)。邏輯分析儀探頭一般會(huì)放在這類系統(tǒng)上任何地方，主要考慮因素是探頭的RC時(shí)間常數(shù)。但是。在系統(tǒng)的任何位置上，電阻／阻抗將是線路特性阻抗的1／2。由于在探針上只能觀察到一半的原始電壓電平，因此設(shè)計(jì)人員必須保證滿足邏輯分析儀的最小電壓擺幅規(guī)范。

(3)短線探測(cè)

探針和目標(biāo)信號(hào)之間敷設(shè)的軌跡長(zhǎng)度稱為短線。短線探測(cè)是指探針不能直接放在目標(biāo)的傳輸線上。短線可以由PCB軌跡、導(dǎo)線或連接器引線組成。由于PCB上的布局限制，很難避免短線探測(cè)。問題是探針離傳輸線的距離必須有多近，同時(shí)仍能在系統(tǒng)和邏輯分析儀中實(shí)現(xiàn)可以接受的性能。

在談?wù)搨鬏斁€時(shí)使用的經(jīng)驗(yàn)法則也適用于邏輯分析儀短線。經(jīng)驗(yàn)法則取決于系統(tǒng)上升時(shí)間，對(duì)邏輯分析儀，建議短線的電長(zhǎng)度不超過系統(tǒng)上升時(shí)間的20％。比如說，取Tr=Ins，常規(guī)FR4基板材料的PCB表層Er≈4，則短線長(zhǎng)度不能超過L=1×10-9×20％×3×108根號(hào)下4=3cm。在短線長(zhǎng)度提高時(shí)，電容會(huì)大幅度提高，在某一點(diǎn)上，電容會(huì)超過探頭的總電容，此時(shí)“短線”已經(jīng)具有傳輸線效應(yīng)，不能正確探測(cè)系統(tǒng)了。