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(chǔ)，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(hào)輸入、比較采樣、觸發(fā)控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和時(shí)鐘電路等。外部被測(cè)信號(hào)通過(guò)探頭送到信號(hào)輸入電路，在比較器中與設(shè)定的門(mén)限電壓進(jìn)行比較，大于門(mén)限電壓值的信號(hào)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(duì)信號(hào)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(hào)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路在觸發(fā)信號(hào)的作用下進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制。數(shù)據(jù)捕獲完成后，由分析顯示電路將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)處理之后以適當(dāng)方式顯示出來(lái)。

　　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(dòng)下，對(duì)輸入信號(hào)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(dòng)下對(duì)信號(hào)輸入進(jìn)行異步采樣，其測(cè)量結(jié)果用于分辨相關(guān)信號(hào)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(cè)信號(hào)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(cè)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(dòng)下，邏輯分析儀對(duì)輸入信號(hào)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(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)流狀態(tài)完全一致，因此可以用于直接觀測(cè)程序的源代碼。狀態(tài)分析模式一般用于對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行測(cè)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(tái)式邏輯分析儀和基于PC的虛擬邏輯分析儀。臺(tái)式邏輯分析儀是將所有的測(cè)試軟件、運(yùn)算管理元件以及顯示部分整合在一臺(tái)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(guò)PC機(jī)來(lái)顯示最后結(jié)果。相比動(dòng)輒上十?dāng)?shù)萬(wàn)元的臺(tái)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(jiǎn)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(cè)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(cè)試方面的功能更加強(qiáng)大。