|
逻辑分析仪是一种用于在数字电路中同时捕获、显示和测量多个电子信号的仪器。逻辑分析仪能够显示数字系统中许多不同信号之间的关系和时序，并且通常能够分析数字通信协议，例如I2C、SPI和串行。因此，逻辑分析仪是调试数字电路和数字通信系统的最佳工具。  逻辑分析仪解码 I2C 和串行数据 1960年代见证了集成电路（IC）的兴起，这意味着电路开始变得更小。反过来，数千个（最终是数百万个）晶体管可以封装到单个芯片中以执行复杂的数字逻辑操作，从而构成了我们今天所知的大多数微控制器、微处理器和现场可编程门阵列（FPGA）的基础。 随着这些IC上的晶体管数量和引脚数的增加，测试和表征它们变得越来越困难。示波器自 1930 年代以来一直存在，虽然它们通常被认为是许多电气工程师事实上的测试仪器，但事实证明，在示波器中添加多个通道的成本非常高。 1973年，惠普宣布发明了第一台“逻辑分析仪”，可以测量和显示一组LED的逻辑状态。HP 5000A 是首款商用逻辑分析仪，但仅限于两个通道。在接下来的几年里，商用逻辑分析仪开始拥有数十个可以并行读取和显示数字逻辑的通道。  泰克逻辑分析仪 TLA5204 示波器仍然是分析两点之间的模拟电压如何随时间变化的完美工具，通常多达 4 个通道。即使对于数字系统，示波器也非常适合检查信号的模拟特性，如上升和下降时间、振铃、功耗、抖动和传播延迟。另一方面，如果您需要更高的通道数来同时跟踪和关联多条数字线路，逻辑分析仪是完成这项工作的正确工具。 逻辑分析仪的一个显著优点是能够同时记录大量数字信号，通常为8至100个通道。虽然示波器也可以记录数字数据，但由于存储模拟数据的存储器要求，它们通常无法与逻辑分析仪的通道数和记录持续时间相匹配。 与示波器类似，逻辑分析仪可以配置为在触发事件时开始记录。触发器可以像特定通道的单个上升沿或下降沿一样简单，也可以是一组复杂的条件，包括多个通道的边沿或状态。 许多现代逻辑分析仪包括一些示波器功能，反之亦然。这些能够记录和分析数字和模拟波形的新工具被称为混合信号示波器。具有多种用途的测试设备可以更轻松地检定复杂的电路和系统。  分析数字和模拟波形 许多独立的逻辑分析仪都包括能够显示捕获的信号数据的屏幕。然而，随着个人计算机变得越来越强大，具有更快的外围端口（例如，USB 3.0），一些逻辑分析仪放弃了屏幕，并依靠计算机软件来执行分析。这节省了设备尺寸和成本。  基于 PC 的逻辑分析仪可能非常小 大多数逻辑分析仪的工作原理是捕获数字数据，将其存储在缓冲区中，然后将其显示在屏幕上。有些能够实时显示信号，就像示波器一样。虽然这对于在系统运行时查找趋势很有用，但很难搜索并在信号中查找详细信息。 逻辑分析仪，无论是独立的还是连接到计算机的，通常包括用于浏览大量信号数据的软件或控件。这可以包括缩放、平移、搜索等。  平移和缩放数字数据 现代逻辑分析仪和逻辑分析仪软件包含许多高级功能，可帮助用户检定信号。这包括测量信号的各个方面，例如脉冲宽度、周期信号的频率和周期，以及占空比。  测量方波的周期、频率和占空比 如果要分析两个系统之间的传输数据，逻辑分析仪可以成为时序分析的宝贵工具。例如，对于I2C，数据线（SDA）需要在时钟线（SCL）上升沿之前的特定时间（取决于部分）保持其预期值。这称为设置时间。对于大多数 I2C 实现，SDA 还需要保持在预期值，直到随后的 SCL 下降沿。这称为保持时间。 具有足够快采样速率的逻辑分析仪可以帮助准确测量建立和保持时间。这有助于确保接收方正确读取您的数字消息。 逻辑分析仪的另一个独特功能是能够解码信号。大多数现代数字通信系统都是基于一组协议实现的。逻辑分析仪或其相关软件可以包含这些协议（称为协议分析仪），以帮助您理解捕获的数据。 使用记录的数据，许多逻辑分析仪将允许您搜索数据以查找特定模式。例如，在I2C中，我们可以查找设备的总线地址，因为这将表示传输的开始。某些逻辑分析仪允许您将搜索模式设置为开始记录的触发条件。 便携式逻辑分析仪具有更传统的“测试设备”外形，通常比大多数工作台示波器大。它们被认为是“便携式”的，因为它们包括捕获、查看和分析数字信号所需的一切，例如探头、屏幕、光标控制，有时还包括完整的键盘。  便携式逻辑分析仪示例 模块化逻辑分析仪是安装在机架或PC上的卡，可滑入主机或背板。它们被认为是“模块化的”，因为最终用户可以根据自己的需要在单个背板上购买和更换各种采集和测试模块。 基于PC的逻辑分析仪依靠计算机来执行显示和分析捕获数据的繁重工作。基于 PC 的逻辑分析仪包括一个单独的设备，该设备插入计算机的附件端口之一。该器件包含必要的数据采集电路，用于捕获多个高速数字信号。此信息通过连接的端口发送到计算机软件。由于传输大量捕获数据的速度要求，大多数基于 PC 的逻辑分析仪依赖于高速有线连接，例如 USB 或以太网。  连接到电路的基于 PC 的逻辑分析仪 示波器可以以与逻辑分析仪类似的方式测量数字信号，但受到可用通道数量的限制。示波器是测量电路中两点之间的电压如何随时间变化或波动的正确工具。然而，逻辑分析仪对于测试、调试和表征数字电路非常有用，与示波器相比，它具有以下几个优势：
|
|
|
来自： 李清龙1023 > 《示波器/频谱分析仪/逻辑分析仪》
