什么是逻辑分析仪?和示波器有什么区别

概 述

逻辑分析仪是分析数字系统逻辑关系的仪器。逻辑分析仪是属于数据域测试仪器中的一种总线分析仪,即以总线(多线)概念为基础,同时对多条数据线上的数据流进行观察和测试的仪器,这种仪器对复杂的数字系统的测试和分析十分有效。逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器,最主要作用在于时序判定。由于逻辑分析仪不像示波器那样有许多电压等级,通常只显示两个电压(逻辑1和0),因此设定了参考电压后,逻辑分析仪将被测信号通过比较器进行判定,高于参考电压者为High,低于参考电压者为Low,在High与 Low之间形成数字波形。

分 析 原 理

逻辑分析仪的工作过程就是数据采集、存储、触发、显示的过程,由于它采用数字存储技术,可将数据采集工作和显示工作分开进行,也可同时进行,必要时,对存储的数据可以反复进行显示,以利于对问题的分析和研究。

将被测系统接入逻辑分析仪,使用逻辑分析仪的探头(逻辑分析仪的探头是将若干个探极集中起来,其触针细小,以便于探测高密度集成电路)监测被测系统的数据流,形成并行数据送至比较器,输入信号在比较器中与外部设定的门限电平进行比较,大于门限电平值的信号在相应的线上输出高电平,反之输出低电平时对输入波形进行整形。经比较整形后的信号送至采样器,在时钟脉冲控制下进行采样。被采样的信号按顺序存储在存储器中。采样信息以“先进先出”的原则组织在存储器中,得到显示命令后,按照先后顺序逐一读出信息,按设定的显示方式进行被测量的显示。

主 要 特 点

有足够多的输入通道

具有多种灵活的触发方式,确保对被观察的数据流准确定位(对软件而言可以跟踪系统运行中的任意程序段,对硬件而言可以检测并显示系统中存在的毛刺干扰)。

具有记忆功能,可以观测单次及非周期性数据信息,并可诊断随机性故障。

具有延迟能力,用以分析故障产生的原因。

具有限定功能,实现对欲获取的数据进行挑选,并删除无关数据。

具有多种显示方式,可用字符、助记符、汇编语言显示程序,用二进制、八进制、十进制、十六进制等显示数据,用定时图显示信息之间的时序关系。

具有驱动时域仪器的能力,以便复显待测信号的真实波形及有利于故障定位。

具有可靠的毛刺检测能力。

和示波器的区别

波器把电信号变换成看得见的图像,便于研究各种电现象的变化过程。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等;

逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器,最主要作用在于时序判定。由于逻辑分析仪不像示波器那样有许多电压等级,通常只显示两个电压(逻辑1和0),因此设定了参考电压后,逻辑分析仪将被测信号通过比较器进行判定,高于参考电压者为High,低于参考电压者为Low,在High与 Low之间形成数字波形。

现在虽有一些示波器带有逻辑功能,虽能满足部分需求,但毕竟比较低端,有的逻辑分析已达100通道以上,采样,及频率也已很高,两种仪器区别还是蛮大的。逻辑分析是时序分析用的,示波器说白了就是观察电波形的模样。

和时序仿真的不同

功能仿真仅仅关心输出和输入的逻辑关系是否正确,不考虑时间延时信息。如输入a经过一个反相器输出b,在功能仿真时可以发现,a在t1时刻由0变为1时,b会在t1时刻由1变为0。输出和输入的变化发生在同一个时刻,反应出来的是“非”的逻辑。

时序仿真不仅反应出输出和输入的逻辑关系,同时还计算了时间的延时信息,是与实际系统更接近的一种仿真结果。如果输入a经过一个反相器输出b,在时序仿真时会发现,a在t1时刻由0变为1时,b会在t2时刻由1变为0,其中,t2>t1,t2-t1的差值就是反相器的延时。仿真结果不仅反应了“非”的逻辑,还反应了“非门”的时间延时。不过,要注意的是,这个时间延时是仿真“估算”出来的。

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