Mérés 1 Ellenőrző kérdések 2
A VIK Wikiből
Az ellenőrző kérdésekre összeírt válaszok bemagolása nem helyettesíti a mérési útmutató átolvasását. Olvassátok át a jegyzeteket, mérési útmutatókat is!
További ellenőrző kérdések és válaszok
Az alábbi kérdéseken kívül Verilog kód írással kapcsolatos feladat is várható!
1. Kérdés
- Mi a különbség a logikai analizátor állapotanalízis és időzítésanalízis üzemmódja közt?
- Állapotanalízis üzemmódban a bemenő jeleket a vizsgált hálózat órajelével szinkron mintavételezzük, így a vizsgált sorrendi hálózat (állapotgép) egymás utáni állapotai kerülnek az állapottárba.
- Időzítésanalízis üzemmódban a mintavételt egy nagypontosságú belső óra időzíti, így a vizsgált hálózat jeleinek időviszonyai is vizsgálhatók.
2. Kérdés
- Mi a szerepe a triggerjelnek ill. a triggerszónak a közönséges analóg oszcilloszkópnál ill. a logikai állapotanalizátornál?
- Az analóg oszcilloszkópban a triggerjel az időeltérítést indítja, ezért az analóg oszcilloszkóp gyakorlatilag csak a triggerjel utáni jeltartományt jeleníti meg.
- A logikai analizátorban a triggerszó a mintavételezés/mintatárolás leállítását vezérli, a beállítástól függően az analizátor a triggeresemény előtti és utáni állapotokat is tárolni, megjeleníteni tudja.
3. Kérdés
- A vizsgált szekvenciális hálózat egymás utáni állapotait akarjuk meghatározni. Milyen üzemmód ajánlott ebben az esetben, és mi legyen a mintavételező jel forrása?
- Állapotanalízis üzemmód az ajánlott ebben az esetben. A mintavételezéshez a vizsgált hálózat órajelének azt az élét válasszuk, amelynél az állapotjelek már stabilak.
4. Kérdés
- Egy hálózat terjedési késleltetését (Td) akarjuk meghatározni logikai analizátorral. Milyen üzemmódot használjunk ebben az esetben, mi legyen a mintavételező jel forrása, mekkora legyen a frekvenciája?
- Időzítésanalízis üzemmódot használjunk, ebben az esetben a mintavételezést az analizátor belső órajele vezérli. A mintavételi frekvencia legyen az f = 1/Td érték többszöröse. Az, hogy legalább hányszorosa, a megkívánt mérési pontosságtól függ. A mért időszakasznak be kell férnie a mintatárba, ez (és az analizátor működési sebessége) korlátozza a maximális frekvenciát.
5. Kérdés
- A logikai analizátorral vizsgált CMOS hálózat tápfeszültsége 3 V. Mekkora az ajánlott komparálási feszültség az analizátor bemenetén?
- A CMOS logikai áramkörök komparálási feszültsége általában a tápfeszültség fele, ami a jelen esetben 1,5 V. A logikai analizátor bemenetein is ezt az értéket célszerű beállítani komparálási feszültségként.
6. Kérdés
- Logikai analizátorral impulzusok szélességét mérjük. Az analizátor mintavételi időköze 200 ns, melynek bizonytalansága 0.001%. A mért értékek 10 us körüliek. Mekkora hibát okozhat a mintavételezés ("időbeni kvantálás") az impulzusszélesség mérésében? Az értéket %-ban adja meg!
- A legrosszabb eset az, hogy közvetlenül a felfutó él után vesszük az első mintát, és közvetlenül a lefutó él előtt az utolsót.
- Ekkor azt hihetjük, hogy az utolsó mintavétel után még 200 ns-ig tart az impulzus, pedig már véget ért.
- Tehát, 10000 ns ( == 10 us) helyett, 10200 ns-ot mérünk (elvileg a bizonytalanság elhanyagolható), ez 2%.
7. Kérdés
- Logikai analizátorral egy periodikus négyszögjelet vizsgálunk, melyről előzetesen azt tudjuk, hogy frekvenciája 5 kHz - 10 kHz, kitöltési tényezője pedig 20% és 50% közé esik. Mekkora legyen a mintavételi frekvencia minimális értéke, ha a jel L és H értékének időtartamát egyaránt legalább 5% pontossággal kívánjuk meghatározni. A számításnál tételezze fel, hogy csak egyetlen periódust mérünk az analizátorral.
- A mintavételi frekvencia meghatározásánál a mérendő legkisebb időtartamból kell kiindulni. Ebben a példában ez a H állapot hossza, 20% kitöltési tényező és 10 kHz frekvencia esetén. Ennek értéke (1/10kHz) * 0,2 = 20 us. A megkívánt +- 5% mérési pontossághoz legalább 20 * 0,05 = 1 us-onként mintát kell venni. A mintavételi frekvencia minimális értéke 1 MHz. (Ha a belső óra frekvenciájának szokásos bizonytalanságát is figyelembe vesszük, akkor kicsit több mint 1 MHz kell.)
- (Magyarázat: A legkisebb időtartamot úgy lehet elérni, hogy a legnagyobb frekit választjuk, és a legkisebb kitöltési tényezőt. Kitöltési tényező: azt határozza meg, hogy egy perióduson belül a négyszögjel a teljes periódusidő hány százalékában vesz fel logikai 1-es értéket. --> Logikai 1: H állapot.)
8. Kérdés
- A logikai analizátorok bemeneti csatornáinak belső késleltetése eltérő lehet, (skew léphet fel,) aminek következtében a mintavételi értékekhez tartozó valódi időpont is eltérő. Az alábbi táblázatban jelölje X-szel, ha annál a mérési feladatnál a hiba becslésénél figyelembe kell venni ezt a hibát
- Mérési funkció skew hibát okoz:
- Kapu terjedési idejének mérése
- Flip-flop előkészítési idejének mérése
- Mérési funkció nem okoz skew hibát:
- Egy jel periódusidejének mérése
- Kitöltési tényező mérése
- Hazárdjel szélességének mérése
- Magyarázat: Csak ott probléma, hogy két csatorna csúszik, ahol két csatornát egymáshoz képest mérünk.
Egy jel mérésével állapítható meg: egy jel periódusideje, kitöltési tényező, hazárdjel szélesség. Mivel kapu terjedési ideje a kapu bemeneti és kimeneti jelének időbeli csúszása, itt két jelet vizsgálunk. A flipflop előkészítési ideje azt jelenti, hogy a beíró órajel előtt mennyi idővel kell a bemenetnek stabilizálódnia, hogy helyesen írja be - ehhez is két jel időbeli viszonyait kell vizsgálni...
9. Kérdés
- Mik a lényeges különbségek a közönséges analóg oszcilloszkóp és a logikai állapotanalizátor közt, felhasználói szempontból?
- A logikai analizátorral egyidejűleg sok (16 - 256) jel vizsgálható, az oszcilloszkóppal általában csak kettő jel vizsgálható egyidejűleg.
- A logikai analizátor csak a jelek logikai értékét vizsgálja és tárolja, az oszcilloszkóp a jel feszültségét, amplitúdóját is megjeleníti.
- A logikai analizátor a vizsgált jelalakokat tárolni is tudja, a közönséges analóg oszcilloszkóp nem tárolja a jelalakokat. Ebből következően a logikai analizátorral egyszeri lefutású jelek is jól vizsgálható, az analóg oszcilloszkóppal csak a periodikus jelek vizsgálhatók jól.
10. Kérdés
- Mik a lényeges különbségek a digitális oszcilloszkóp (DSO) és a logikai állapotanalizátor közt, felhasználói szempontból?
- A logikai analizátorral egyidejűleg sok (16 - 256) jel vizsgálható, az oszcilloszkóppal általában csak kettő jel vizsgálható egyidejűleg.
- A logikai analizátor csak a jelek logikai értékét vizsgálja, tárolja, (1 bit felbontású mintavételezés,) az oszcilloszkóp a jel feszültségét, amplitúdóját is tárolja, megjeleníti (8 - 12 bit felbontással).
11. Kérdés
- Hogyan választja ki a mintavevő órajelet a logikai analizátor alkalmazásánál?
- Ha a vizsgált hálózat egymás utáni állapotaira vagyunk kíváncsiak, akkor külső jelet, mégpedig a vizsgált hálózat órajelét választjuk a mintavételezés vezérlésére. (Állapotanalízis mód, szinkron mintavétel)
- Ha a jelek időviszonyaira vagyunk kíváncsiak, akkor ún. belső órajelet választunk. (Időzítésanalízis mód, aszinkron mintavétel)
