邏輯分析儀主要包括數(shù)據(jù)捕獲和數(shù)據(jù)顯示兩大部分。邏輯分析儀一般采用先進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并存儲,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析顯示方式。
數(shù)據(jù)捕獲部分包括信號輸入、比較采樣、觸發(fā)控制、數(shù)據(jù)存儲和時(shí)鐘電路等。外部被測信號通過探頭送到信號輸入電路,在比較器中與設(shè)定的門限電壓進(jìn)行比較,大于門限電壓值的信號為高電平,反之為低電平。采樣電路在采樣時(shí)鐘(外時(shí)鐘或內(nèi)時(shí)鐘)控制下對信號進(jìn)行采樣,并將數(shù)據(jù)流送到觸發(fā)模塊中,產(chǎn)生觸發(fā)信號。數(shù)據(jù)存儲電路在觸發(fā)信號的作用下進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲控制。數(shù)據(jù)捕獲完成后,由分析顯示電路將存儲的數(shù)據(jù)處理之后以適當(dāng)方式顯示出來。
大多數(shù)邏輯分析儀實(shí)際是由定時(shí)分析儀和狀態(tài)分析儀組成的。
定時(shí)分析:也稱為異步時(shí)序分析。在邏輯分析儀內(nèi)部高速采樣時(shí)鐘的驅(qū)動下,對輸入信號進(jìn)行異步數(shù)據(jù)采樣,采樣的數(shù)據(jù)用方波的形式進(jìn)行顯示。邏輯分析儀在內(nèi)部高速時(shí)鐘的驅(qū)動下對信號輸入進(jìn)行異步采樣,其測量結(jié)果用于分辨相關(guān)信號間的時(shí)序關(guān)系,例如建立時(shí)間、保持時(shí)間、協(xié)議應(yīng)答等。根據(jù)采樣定理,內(nèi)部采樣時(shí)鐘要高于被測信號最高頻率的3倍以上到正確的采樣數(shù)據(jù),內(nèi)部采樣時(shí)鐘頻率越高,定時(shí)分辨率就越高,精確度也越高,時(shí)序關(guān)系就越精準(zhǔn)。廣州致遠(yuǎn)電子有限公司出品的LAB6000系列邏輯分析儀最高采樣頻率為5GHz,定時(shí)分辨率可以高達(dá)200ps。定時(shí)分析模式一般用于硬件系統(tǒng)的測試。
狀態(tài)分析:也稱為同步時(shí)序分析。在外部同步時(shí)鐘的驅(qū)動下,邏輯分析儀對輸入信號進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采樣,顯示的時(shí)候,用二進(jìn)制碼或配合軟件用映射圖或反匯編成助記符,由于采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)與被測信號數(shù)據(jù)流狀態(tài)完全一致,因此可以用于直接觀測程序的源代碼。狀態(tài)分析模式一般用于對系統(tǒng)軟件進(jìn)行測試。
根據(jù)硬件設(shè)備設(shè)計(jì)上的差異,目前市面上邏輯分析儀大致上可分為臺式邏輯分析儀和基于PC的虛擬邏輯分析儀。臺式邏輯分析儀是將所有的測試軟件、運(yùn)算管理元件以及顯示部分整合在一臺儀器之中;虛擬邏輯分析儀則需要搭配PC機(jī)一起使用,通過PC機(jī)來顯示最后結(jié)果。相比動輒上十?dāng)?shù)萬元的臺式邏輯分析儀,虛擬邏輯分析儀具有價(jià)格便宜、性價(jià)比高、分析能力強(qiáng)、用戶界面友好、操作簡單、體積小巧等優(yōu)點(diǎn)。另外,廣州致遠(yuǎn)電子有限公司出品的邏輯分析儀還把其他的數(shù)字測試設(shè)備的功能融合在一起,典型的有邏輯筆、頻率計(jì)、總線分析、協(xié)議分析等,使得邏輯分析儀在數(shù)字測試方面的功能更加強(qiáng)大。
邏輯分析儀的關(guān)鍵指標(biāo)包括:采樣率、通道數(shù)、存儲深度、觸發(fā)種類和高級分析功能,接下來將介紹這幾項(xiàng)指標(biāo)都有什么意義。
1、采樣率
在確定采樣率時(shí)首先應(yīng)確定待測信號頻率,為了測量的精度,選擇的邏輯分析儀在采樣率方面至少要達(dá)到被測信號頻率的5倍以上。
2、通道數(shù)
由于需要同時(shí)分析的信號路數(shù)較多,足夠的邏輯通道是必不可少的,至于多少路可以滿足需求,就要看您需要同時(shí)分析的數(shù)字信號較多有多少路。例如為了分析ADC0809與MCU的通信時(shí)序,就需要同時(shí)使用13個(gè)邏輯通道。
3、存儲深度
對于邏輯分析儀而言,存儲深度將決定固定采樣率下用戶所能捕獲邏輯波形的時(shí)間長度。存儲深度越大,在特定采樣率下您將能捕獲到更長時(shí)間的波形,這有利于分析低概率偶發(fā)異常導(dǎo)致的數(shù)字通信問題。
4、觸發(fā)種類
邏輯分析儀啟動后,將實(shí)時(shí)檢測輸入信號并和觸發(fā)條件進(jìn)行比對,若發(fā)現(xiàn)與觸發(fā)條件一致的信號時(shí)就開始對信號進(jìn)行記錄。所以豐富的觸發(fā)類型,將有利于準(zhǔn)確捕獲感興趣的信號波形,幫助更快分析出信號問題。
5、高級功能
邏輯分析儀具有眾多高級功能,其中較為重要的便是協(xié)議解碼和分析儀功能。它可以解碼給出波形的數(shù)據(jù)含義,并提供全局?jǐn)?shù)據(jù)搜索、錯(cuò)誤標(biāo)記和報(bào)文導(dǎo)出等功能。
邏輯分析儀是分析數(shù)字邏輯關(guān)系的一種分析儀器,將被測信號通過比較器進(jìn)行判定,高于參考電壓者為High,低于參考電壓者為Low,在High與Low之間形成數(shù)字波形。
邏輯分析儀具體的用途是什么呢?
下面小編就來具體介紹一下邏輯分析儀的功能,希望可以幫助到大家。
邏輯分析儀的功能
定時(shí)分析
定時(shí)分析儀是邏輯分析儀中類似示波器的部分,它與示波器顯示信息的方式相同,水平軸代表時(shí)間,垂直軸代表電壓幅度。
定時(shí)分析儀首先對輸入波形的采樣,然后使用用戶定義的電壓閾值,確定信號的高低電平。定時(shí)分析儀只能確定波形是高還是低,不存在中間電平。
所以定時(shí)分析儀就像一臺只有1位垂直分辨率的數(shù)字示波器。
但是,定時(shí)分析儀并不能用于測試參量,如果你用定時(shí)分析測量信號的上升時(shí)間,那你就用錯(cuò)了儀器。
如果你要檢驗(yàn)幾條線上的信號的定時(shí)關(guān)系,定時(shí)分析儀就是合理的選擇。
如果定時(shí)分析儀前一次采樣的信號是一種狀態(tài),這一次采樣的信號是另一種狀態(tài),那么它就知道在兩次采樣之間的某個(gè)時(shí)刻輸入信號發(fā)生了跳變;
但是,定時(shí)分析儀卻不知道精確的時(shí)刻。最壞的情況下,不確定度是一個(gè)采樣周期。
跳變定時(shí)
如果我們要對一個(gè)長時(shí)間沒有變化的采樣并保存數(shù)據(jù),跳變定時(shí)能有效地利用存儲器。
使用跳變定時(shí),定時(shí)分析只保存信號跳變后采集的樣本,以及與上次跳變的時(shí)間。
毛刺捕獲
數(shù)字系統(tǒng)中毛刺是令人頭疼的問題,某些定時(shí)分析儀具有毛刺捕獲和觸發(fā)能力,可以很容易的跟蹤難以預(yù)料的毛刺。
定時(shí)分析可以對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地采樣,跟蹤采樣間產(chǎn)生的任何跳變,從而容易識別毛刺。
在定時(shí)分析中,毛刺的定義是:采樣間穿越邏輯閾值多次的任何跳變。
顯示毛刺是一種很有用的功能,有助于對毛刺觸發(fā)和顯示毛刺產(chǎn)生前的數(shù)據(jù),從而幫助我們確定毛刺產(chǎn)生的原因。
狀態(tài)分析
邏輯電路的狀態(tài)是:數(shù)據(jù)有效時(shí),對總線或信號線采樣的樣本。
定時(shí)分析與狀態(tài)分析的主要區(qū)別是:
定時(shí)分析由內(nèi)部時(shí)鐘控制采樣,采樣與被測系統(tǒng)是異步的;狀態(tài)分析由被測系統(tǒng)時(shí)鐘控制采樣,采樣與被測系統(tǒng)是同步的。
用定時(shí)分析儀查看事件“什么時(shí)候”發(fā)生,用狀態(tài)分析儀檢查發(fā)生了“什么”事件。
定時(shí)分析儀通常用波形顯示數(shù)據(jù),狀態(tài)分析儀通常用列表顯示數(shù)據(jù)。