[
Векторні аналізатори ланцюгів Контроль і діагностика компонентів цифрових мереж і систем телекомунікацій
]
<div style="font-size:16px;text-align:justify;"> <P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in"> Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in"> Кафедра метрології та стандартизації </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in"> РЕФЕРАТ </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in"> На тему: </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in"> "<a href="Векторы" title="Векторы">Векторні</a> аналізатори ланцюгів. <a href="Контроль" title="Контроль">Контроль</a> і діагностика компонентів цифрових мереж і систем телекомунікацій" </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in"> МІНСЬК, 2008 </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in; page-break-before: always; page-break-after: avoid"> <B><I>Векторні аналізатори ланцюгів.</i></b> </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in; page-break-after: avoid"> <B><I>Гетеродинні <a href="Векторы" title="Векторы">векторні</a> аналізатори ланцюгів</i></b> </P><P CLASS=western> Гетеродинні векторні аналізатори ланцюгів будуються на базі скалярних аналізаторів ланцюгів. НВЧ вимірювальний тракт залишається практично таким же, а так як при амплитудном детектуванні <a href="Інформація" title="Інформація">інформація</a> про фазу втрачається, то замість амплітудних детекторів використовується НВЧ змішувачі або стробоскопічні перетворювачі частоти. </P><P CLASS=western> У гетеродинних ВАЦ використовується 2 НВЧ генератора з різними частотами. </P><P CLASS=western> Узагальнена структурна схема ВАЦ для режиму вимірювання S 21 (S 12) представлена на малюнку 1. </P><P CLASS=western> Найважливішими вузлами таких ВАЦ є змішувачі. Вони повинні <a href="Мати" title="Мати">мати</a> гарну розв'язку каналами. </P><P CLASS=western> На виходах змішувачів виділяється <a href="Сигнал" title="Сигнал">сигнал</a> проміжної частоти: </P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532146.zip NAME=graphics1 ALIGN=BOTTOM WIDTH=131 HEIGHT=29 BORDER=0></P><P CLASS=western> Сталість <IMG SRC=dopc532147.zip NAME=graphics2 ALIGN=BOTTOM WIDTH=36 HEIGHT=29 BORDER=0> забезпечує схема фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ), яка <a href="Працює" title="Працює">працює</a> по <a href="Сигнал" title="Сигнал">сигналу</a> опорного сигналу (ОК). У <a href="Процес" title="Процес">процесі</a> <a href="Роботи" title="Роботи">роботи</a> гетеродин перебудовується синхронно з ГКЧ. </P><P CLASS=western> Вихідні <a href="Сигнал" title="Сигнал">сигнали</a> змішувачів опорного і вимірювального каналів (ІК) надходять на векторний вимірювач відносин, де виробляється вимір відносин їх амплітуд, а за допомогою фазового детектора - різниця фаз <a href="Сигнал" title="Сигнал">сигналів</a>. Після посилення і детектування сигнали подаються на ЕЛТ, де виробляються спостереження досліджуваних характеристик. Причому елементи можуть здійснюватися двома способами: </P><P CLASS=western> 1) у полярних координатах (для S 11, S 22). </P><P CLASS=western> 2) у декартових координатах (у вигляді частотних характеристик усіх S-параметрів). </P><P CLASS=western></P><P CLASS=western> До достоїнств гетеродинних ВАЦ можна віднести великий динамічний діапазон (80-90 дБ), а до недоліків, складність НВЧ обладнання і високу вартість. </P><P CLASS=western> Джерела похибок практично ті ж, що і в скалярних, але у векторних АЦ пред'являються дуже жорсткі вимоги до точності установки і нестабільності частоти ГКЧ. </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in; page-break-after: avoid"> <B><I>Гомодінние векторні аналізатори ланцюгів</i></b> </P><P CLASS=western> У цих ВАЦ використовується тільки один генератор, а для отримання інформації про фазу вимірюваного параметра використовується дискретний фазовращатель. У гомодінних ВАЦ використовується відносно просте НВЧ обладнання, але більш складні алгоритми обробки вимірювальної інформації. </P><P CLASS=western> Спрощена схема гомодінного ВАЦ для режиму вимірювання S 21, S 12 представлена на малюнку 2. </P><P CLASS=western></P><P CLASS=western> На виході НВЧ-суматора ( <IMG SRC=dopc532148.zip NAME=graphics3 ALIGN=BOTTOM WIDTH=16 HEIGHT=19 BORDER=0> ) Маємо сигнал векторної суми: </P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532149.zip NAME=graphics4 ALIGN=BOTTOM WIDTH=108 HEIGHT=32 BORDER=0> , </P><P CLASS=western> де <IMG SRC=dopc532150.zip NAME=graphics5 ALIGN=BOTTOM WIDTH=28 HEIGHT=28 BORDER=0> і <IMG SRC=dopc532151.zip NAME=graphics6 ALIGN=BOTTOM WIDTH=24 HEIGHT=28 BORDER=0> <a href="Сигнал" title="Сигнал"> сигнали</a> вимірювального (ІК) і опорного (ОК) каналів. </P><P CLASS=western> Ці сигнали описуються наступними виразами: </P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532152.zip NAME=graphics7 ALIGN=BOTTOM WIDTH=141 HEIGHT=33 BORDER=0> , </P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532153.zip NAME=graphics8 ALIGN=BOTTOM WIDTH=223 HEIGHT=32 BORDER=0> , </P><P CLASS=western> де Е0 - амплітуда поля в точці розгалуження ОК та ІК, </P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532154.zip NAME=graphics9 ALIGN=BOTTOM WIDTH=188 HEIGHT=36 BORDER=0> - Модулі та аргументи коефіцієнтів передачі вимірювального і опорного каналів і об'єкта вимірювання відповідно. </P><P CLASS=western> Для двох положень дискретного фазовращателя (ДВФ) можна записати: </P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532155.zip NAME=graphics10 ALIGN=BOTTOM WIDTH=594 HEIGHT=91 BORDER=0> , (1) </P><P CLASS=western> де <IMG SRC=dopc532156.zip NAME=graphics11 ALIGN=BOTTOM WIDTH=53 HEIGHT=24 BORDER=0> - Коефіцієнт і частота амплітудної модуляції ГКЧ, </P><P CLASS=western> Kg - коефіцієнт передачі суматора і детектора. </P><P CLASS=western> З рівняння (1) можна знайти значення Sx і <FONT SIZE=4><FONT FACE="Symbol, serif">j</font></font> x, визначивши при калібруванні аналізатора інші, що входять в (1) величини. </P><P CLASS=western> До достоїнств гомодінних ВАЦ можна віднести значно простіший вимірювальний тракт НВЧ, а до недоліків більш складні алгоритми вимірювання та калібрування і менший динамічний діапазон вимірювань (≈ 50 дБ) порівняно з гетеродина ВАЦ. </P><P CLASS=western> <a href="Контроль" title="Контроль"> Контроль</a> і діагностика компонентів цифрових мереж і систем телекомунікацій </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in; page-break-after: avoid"> <B><I>Загальні відомості і класифікація методів вимірювання</i></b> </P><P CLASS=western> <a href="Випробування" title="Випробування"> Випробування</a> цифрових схем, <a href="Мікропроцесори" title="Мікропроцесори">мікропроцесорів</a> і <a href="Мікропроцесори" title="Мікропроцесори">мікропроцесорних</a> систем називають тестуванням. Його проводять з метою перевірки якості функціонування цифрового пристрою або системи, діагностики і відшукання несправностей. Складність, а іноді і неможливість використання для цих цілей традиційних методів вимірювання та приладів обумовлено наступними причинами: </P><P CLASS=western> - Багатоканальність (іноді треба переглянути одночасно до 64 логічних процесів); </P><P CLASS=western> - Складність спостереження одноразових та неперіодичних процесів; </P><P CLASS=western> - Складність, а інколи і неможливість синхронізації осцилографа; </P><P CLASS=western> - Дуже велика трудомісткість і висока кваліфікація операторів. </P><P CLASS=western> Ці причини зумовили розробку нових ефективних методів <a href="Тестування" title="Тестування">тестування</a>. Основними з них є: </P><P CLASS=western> - Програмна автодіагностика; </P><P CLASS=western> - Статичне тестування; </P><P CLASS=western> - Логічний аналіз; </P><P CLASS=western> - Сигнатурний аналіз. </P><P CLASS=western> Програмна автодіагностика передбачає тестування програмованих пристроїв на основі використання внутрішніх діагностичних програм. Вони бувають двох видів: </P><P CLASS=western> - Самозапускаемие; </P><P CLASS=western> - Викликаються на вимогу оператора. </P><P CLASS=western> Використання автодіагностики передбачають при проектуванні системи та вказівки щодо її <a href="Здійснення" title="Здійснення">здійснення</a> відображають у <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідній</a> інструкції. </P><P CLASS=western> Метод статичного тестування <a href="Мікропроцесори" title="Мікропроцесори">мікропроцесорної</a> системи заснований на тому, що виконувані нею операції можна розглядати як сукупність послідовно змінюваних електричних станів. Тому, якщо Вам не цікавить динаміка <a href="Процес" title="Процес">процесу</a>, то систему можна тестувати штучно, встановлюючи різні стани. Для цього в систему включають спеціальні пристрої, що містять набір перемикачів, за допомогою яких можна створювати всі можливі стани. </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in; page-break-after: avoid"> <B><I>Логічний аналіз.</i></b> </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in; page-break-after: avoid"> <B><I>Принцип дії і класифікація логічних аналізаторів</i></b> </P><P CLASS=western> Принцип дії логічних аналізаторів полягає в тому, що зміни логічних станів у досліджуваних точках, перехід з одного логічного <a href="Стану" title="Стану">стану</a> в інше під впливом зовнішніх стимулів записуються у внутрішню пам'ять аналізатора, а потім відтворюються на екрані у вигляді зручному для сприйняття оператором. Наявність в аналізаторі внутрішньої пам'яті дозволяє проглядати не тільки періодичні, але й одноразові логічні процеси. Залежно від наявності внутрішнього генератора і виду індикації логічні аналізатори діляться на: аналізатори логічних станів (АЛС) і аналізатори тимчасових діаграм (АВД). </P><P CLASS=western> Структурні схеми використання АЛС і АВД наведені на малюнку 3. </P><P CLASS=western> АЛС використовується для запису у ВП сигналів зовнішніх по відношенню до приладу. Для запису цих сигналів використовуються стимулюючі сигнали, які змінюють логічні стану досліджуваних схем. </P><P CLASS=western> У АВД для запису сигналів використовується внутрішній ТГ. </P><P CLASS=western> Таким чином, за допомогою логічних аналізаторів дані про логічних станах досліджуваних схем заносяться у ВП, перетворюються до вигляду зручного для вступу на індикатор і индицируются для АЛС у вигляді <a href="Таблиці" title="Таблиці">таблиці</a> істинності, для АВД у вигляді квазівременной діаграми. </P><P CLASS=western> У АЛС дані в пам'ять заносяться синхронно зі зміною логічного стану досліджуваного пристрою, тому АЛС називають синхронними аналізаторами. </P><P CLASS=western> У синхронному режимі логічний аналізатор працює від генератора тактових імпульсів досліджуваної схеми. </P><P CLASS=western> У АВД дані в пам'ять заносяться асинхронно, тому їх називають асинхронними аналізаторами. </P><P CLASS=western></P><P CLASS=western> У асинхронному режимі для запису на внутрішню пам'ять використовуються сигнали внутрішнього тактового ТГ. Щоб уникнути втрат запису інформації частота цього генератора повинна бути в 4-10 разів більше частоти досліджуваної схеми. Крім <a href="Того" title="Того">того</a> ВП в АВД завжди багато більше, ніж у АЛС. Наприклад, найбільша глибина пам'яті в сучасних АЛС - 64 біта / канал, а в АВД може бути 2048 б / канал і більше. </P><P CLASS=western> Узагальнена структурна схема логічного аналізатора </P><P CLASS=western> Узагальнена структурна схема логічного аналізатора наведена на малюнку 4. </P><P CLASS=western> Ця схема вірна і для АЛС і для АВД. Тактові імпульси можуть бути і зовнішніми і внутрішніми. </P><P CLASS=western> Призначення блоків </P><P CLASS=western> К0, ..., К n сортують інформацію, що надходить на логічний "0" або "1". </P><P CLASS=western> У П0, ..., П n записується <a href="Інформація" title="Інформація">інформація</a> за допомогою зовнішнього для АЛС або внутрішнього для АВД тактового імпульсу. </P><P CLASS=western> КК порівнює інформацію, що надходить з <a href="Інформація" title="Інформація">інформацією</a>, що вводиться з передньої панелі аналізатора. При парафії запускає слова він виробляє сигнал на пристрій запуску. </P><P CLASS=western> УЗ дозволяє запис в пам'ять приходить інформації. </P><P CLASS=western> СЗЗ затримує дозвіл запису в пам'ять на задане число запускають слів. </P><P CLASS=western> СЦЗ затримує дозвіл запису на задане число тактових імпульсів. </P><P CLASS=western> СПИ перетворює інформацію записану в пам'яті до виду зручному для сприйняття. </P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532157.zip ALIGN=LEFT> І відображає інформацію у вигляді таблиці істинності або квазівременной діаграми. І відображає інформацію у вигляді таблиці істинності або квазівременной діаграми. </P><P CLASS=western></P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532158.zip ALIGN=LEFT><BR></P><P CLASS=western> Для нормальної роботи аналізатора треба з передньої його панелі ввести наступні дані: </P><P CLASS=western> - Вид індикації; </P><P CLASS=western> - Режим роботи; </P><P CLASS=western> - Код запускається слова; </P><P CLASS=western> - Тривалість затримки запису; </P><P CLASS=western> - Тривалість цифрової затримки; </P><P CLASS=western> - Рівень компарування (з урахуванням рівнів логічних сигналів досліджуваної схеми); </P><P CLASS=western> - Частоту внутрішнього ТГ (для АВД) та інші. </P><P CLASS=western> Сучасні логічні аналізатори виконуються з числом каналів від 2 до 128, як правило з дискретом 2,4,8, і так далі. </P><P CLASS=western> Більшість АЛС мають швидкодію 10-50 МГц. Частота сучасних АВД - від 50 до 500 МГц. Чим вище робоча частота аналізатора, тим більш вузькі імпульси він здатний захоплювати. Наприклад, аналізатор з швидкодією 50 МГц розрізняє "паразитні" імпульси тривалістю 5-10 нс, а з швидкодією 100 МГц - <FONT FACE="Times New Roman, serif">3 ÷ 5</font> нс. </P><P CLASS=western> АВД частіше використовується на початковій стадії проектування при налагодженні апаратних засобів. Завдяки великій глибині пам'яті і спеціальною схемою детектування коротких імпульсів за допомогою його можна відшукати короткі "паразитні" імпульси. На кінцевій стадії проектування при налагодженні математичного забезпечення систем частіше використовуються АЛС, на екрані яких ми можемо відображати фрагменти програми в двійковому коді. Деякі АЛС мають додаткові блоки <a href="Перетворення" title="Перетворення">перетворення</a> інформації, що дозволяє отримувати на екрані таблицю команд безпосередньо на мові <a href="Програмування" title="Програмування">програмування</a> високого рівня. </P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in; page-break-after: avoid"> <B><I>Індикація в логічних аналізаторах</i></b> </P><P CLASS=western> У портативних логічних аналізаторах використовується однорядкова індикація на світлодіодах або світлодіодних семисегментних індикаторах. На них висвічується одне паралельне <a href="Слово" title="Слово">слово</a>. Подальший перегляд вмісту пам'яті проводиться за рядком. </P><P CLASS=western> У багатоканальних логічних аналізаторах використовується дисплей, виконаний на основі ЕПТ. В них індикація може здійснюватися у вигляді: </P><P CLASS=western> 1) таблиці чисел (таблиця істинності); </P><P CLASS=western> 2) тимчасових діаграм; </P><P CLASS=western> 3) карти станів; </P><P CLASS=western> 4) графів. </P><P CLASS=western> Індикація у вигляді таблиці істинності здійснюється в різних форматах або системах числення (двійковому, вісімковому або шістнадцятковому). Картину на дисплеї при індикації в двійковому форматі ілюструє <a href="Малюнок" title="Малюнок">малюнок</a> 5. </P><P CLASS=western> По горизонталі розташовані слова, а вертикальна вісь називається "віссю подій". Таким чином, табличний дисплей відтворює інформацію в координатах "слово - подія". Приклад події - черговий тактовий імпульс, що змінює стан схеми. </P><P CLASS=western> Для зручності <a href="Читання" title="Читання">читання</a> слова, що складається з 12 біт, поділяють на частини (склади), що містять по 4 біта для шістнадцяткового коду і по 3 біта для восьмеричного коду. </P><P CLASS=western> Екран дисплея, на якому відображається логічні тимчасові діаграми, подібний до екрану багатоканального осцилографа. </P><P CLASS=western> Звичайно можна спостерігати вісім тимчасових діаграм (в координатах "напруга - час"). </P><P CLASS=western> Приклад відображення інформації у часовій області представлений на малюнку 6. </P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532157.zip ALIGN=LEFT></P><P CLASS=western> При поданні даних у вигляді карти станів окреме 16-розрядне слово перетворюється в точку або штрих, розташування яких на екрані говорить про його вміст. <a href="Такий" title="Такий"> Такий</a> вид індикації дає загальне якісне уявлення про всю інформації, що проходить через аналізатор. </P><P CLASS=western> Структурна схема перетворення інформації в карту стану представлена на рисунку 7. </P><P CLASS=western> Вся інформація розбивається на дві групи по 8 каналів. <a href="Інформація" title="Інформація"> Інформація</a> з кожної групи надходить на цифроаналогові перетворювачі (ЦАП), виходи яких пов'язані з горизонтально і вертикально пластинами, що відхиляють ЕЛТ. </P><P CLASS=western> Таким чином, кожному 16-розрядному слову <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідає</a> єдина точка або штрих з цілком певними координатами. </P><P CLASS=western> <a href="Такий" title="Такий">Такий</a> вид індикації використовується для загальної оцінки програми, що проходить по шині. При цьому на екрані можна побачити петлі програми, за яскравістю знайти найбільш часто зустрічають слова, по мерехтінню окремих точок знайти перемежовувалися збої. </P><P CLASS=western> При появі підозрілих місць у програмі можна зробити перехід на індикацію у вигляді таблиці істинності для більш детального аналізу програми. </P><P CLASS=western> Окрім логічних аналізаторів загального застосування випускають аналізатори спеціалізовані для роботи з окремими типами мікропроцесорів. В них індикація здійснюється у вигляді команд на мові програмування для даного типу мікропроцесора. В якості індикатора використовується алфавітно-цифровий дисплей. Іншим типом спеціалізованого логічного аналізатора є аналізатор логічних станів КОП 814. </P><P CLASS=western><IMG SRC=dopc532157.zip ALIGN=LEFT></P><P LANG="" ALIGN=CENTER STYLE="text-indent: 0in; page-break-before: always; page-break-after: avoid"> <B><I>ЛІТЕРАТУРА</i></b> </P><OL><LI><P LANG="" STYLE="text-indent: 0in"> <a href="Метрологія" title="Метрологія"> Метрологія</a> та Електровимірювання в телекомунікаційних системах: <a href="Підручник" title="Підручник">Підручник</a> для вузів / А.С. Сігов, Ю.Д. Бєлік. та ін / За ред. В.І. Нефедова. - 2-е вид., Перераб. і доп. - М.: Вищ. шк., 2005. </P><LI><P LANG="" STYLE="text-indent: 0in"> <a href="Баклан" title="Баклан"> Бакланов</a> І.Г. Технології вимірювань у сучасних телекомунікації. - М.: ЕКО-Трендз, 2007. </P><LI><P LANG="" STYLE="text-indent: 0in"> <a href="Метрологія" title="Метрологія">Метрологія</a>, <a href="Стандартизація" title="Стандартизація">стандартизація</a> і вимірювання в техніці зв'язку: Учеб. посібник для вузів / Під ред. Б.П. Кульгавого. - М.: Радіо і зв'язок, 2006. </P></OL></LI></LI></LI> </div>
Будь ласка, не зберігайте тестовий текст.
Ваш ip: 18.188.142.146 буде збережений.
категорії
за типом
за алфавітом
завантажені
© Усі права захищені
написати до нас
