Analisadores lógicos são usados para medidas de múltiplos sinais digitais e medidas de sinais que apresentam dificuldades de trigger. Basicamente, o analisador lógico surgiu como resultado de cir- cuitos microprocessados necessitarem, para a análise de defeito e depuração de programas, muito mais entradas que um osciloscópio oferece. Muitos osciloscópios têm dois canais de entrada e al- guns têm quatro canais disponíveis. Os analisadores lógicos são disponibilizados com 34 a 136 ca- nais de entrada. Geralmente, um osciloscópio é usado quando se deseja medir amplitude, freqüên- cia e outros parâmetros de poucos sinais de cada vez ou quando parâmetros como tempos de subi- da e descida, overshoot e atrasos de tempo precisam ser medidos. O analisador lógico é usado quan- do é necessário determinar os níveis lógicos de um grande número de sinais e para correlacionar os sinais simultâneos com base em suas relações de temporização. A Figura 1–50 mostra um analisa- dor lógico típico e um diagrama em bloco simplificado na Figura 1–51.
Aquisição de Dados O grande número de sinais que podem ser recebidos ao mesmo tempo é o principal fator que distingue um analisador lógico de um osciloscópio. Geralmente, os dois tipos de aquisição de dados em um analisador lógico são a temporização e o estado lógico. A aquisição de temporização é usada principalmente quando a relação de temporização entre os diversos sinais
EXEMPLO 1–3
Baseado no que foi estudado sobre osciloscópios, determine a amplitude e o período da forma de onda digital na tela de um osciloscópio digital conforme mostra a Figura 1–49. Além disso, calcule a freqüência do sinal.
Solução O controle V/div está ajustado em 1 V. Os pulsos têm uma altura de 3 divisões. Como ca- da divisão representa 1 V, a amplitude do pulso é
Amplitude = (3 div)((1 V/div) = 3 V
O ajuste de sec/div é 10 µs. Um ciclo completo da forma de onda (a partir do início de um pulso até o início do próximo) compreende quatro divisões; portanto, o período é
Período = (4 div)(10 µs/div) = 40 µs A freqüência é calculada como segue
Problema relacionado Para um ajuste em V/div de 4 V e em sec/div de 2 ms, determine a amplitude e o período dos pulsos mostrados na tela da Figura 1–49.
f = 1 T =
1
40 ms = 25 kHz
precisa ser determinada. A aquisição de estado lógico é usada quando precisamos visualizar a se- qüência de estados lógicos conforme eles aparecem num sistema sob teste.
Freqüentemente, é útil correlacionar temporização com os estados dos dados, sendo que a maioria dos analisadores lógicos podem simultaneamente fazer a aquisição desses dados. Entre- tanto, a condição inválida pode ser causada por uma violação de temporização no sistema sob tes- te. Sem os dois tipos de informações disponíveis ao mesmo tempo, a isolação do problema pode ser muito difícil.
Número de Canais e Capacidade de Memória Os analisadores lógicos contêm uma memó- ria de aquisição de tempo real na qual os dados amostrados dos canais são armazenados à medida que eles acontecem. As duas características de importância fundamental são o número de canais e a capacidade da memória. A memória de aquisição pode ser pensada como tendo uma largura igual ao número de canais e uma capacidade que é o número de bits que pode ser amostrado por cada canal durante um intervalo de tempo.
O número de canais determina o número de sinais que podem ser amostrados simultanea- mente. Em certos tipos de sistemas, trabalha-se com um grande número de sinais, como os do barramento de dados num sistema microprocessado. A capacidade da memória de aquisição de- termina a quantidade de dados a partir de um determinado canal que podemos visualizar em qualquer instante de tempo.
Análise e Modos de Apresentação Uma vez amostrados os dados e armazenados na me- mória de aquisição, eles podem ser usados em diversos modos de apresentação e análise dife- rentes. A forma de onda apresentada é muito parecida com a apresentada por um osciloscó-
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Analisador lógico. Imagem apre- sentada com a permissão da Tek- tronix, Inc. Circuito de clock Buffer de entrada e amostragem Memória de aquisição Lógica de trigger e controle da memória Canais de entrada Análise e display F I G U R A 1 – 5 1
Diagrama em bloco simplificado de um analisador lógico.
pio, onde podemos ver a relação temporal dos múltiplos sinais. A apresentação na forma de lista indica os estados do sistema sob teste mostrando os valores das formas de onda (1s e 0s) de entrada em vários pontos no tempo (pontos amostrados). Tipicamente, esses dados podem ser apresentados em hexadecimal ou outros formatos. A Figura 1–52 mostra versões simplifi- cadas desses dois modos de apresentação. A apresentação na forma de lista de amostras cor- responde aos pontos amostrados (identificados na cor cinza) no modo de apresentação de for- ma de onda. Estudaremos os números binário e hexadecimal (hexa) no próximo capítulo.
No teste de computadores e sistemas baseados em microprocessador dois modos a mais são úteis: rastreamento de instruções e depuração de código fonte. O modo de rastreamento de instru- ções determina e mostra as instruções em curso, por exemplo, no barramento de dados de um sis- tema baseado em microprocessador. Nesse modo, os códigos de operação e os mnemônicos (no- mes originários do inglês) de instruções são geralmente mostrados, bem como os corresponden- tes endereços de memória. Muitos analisadores lógicos também incluem um modo de depuração de código-fonte, o qual essencialmente nos permite ver o que realmente está acontecendo no sis- tema sob teste quando uma instrução é executada.
Pontas de Prova Três tipos básicos de pontas de prova são usadas com analisadores lógicos. Uma delas é a ponta de prova multicanal comprimida, que pode ser fixada nos pontos de medição na placa de circuito, conforme mostra a Figura 1–53. Um outro tipo de ponta de prova multicanal, similar a que é mostrada, é conectada em um soquete dedicado montado na placa de circuito. Um terceiro tipo é uma ponta de prova do tipo clip de único canal.
(a) Apresentação em forma de onda
1 2 3 4 5 6 7 8
(a) Apresentação em forma de lista
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Dois modos de tela de apresen- tação de analisador lógico.
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Uma típica ponta de prova de um analisador lógi- co de múltiplos canais. Imagem apresentada com a permissão da Tektronix, Inc.