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邏輯分析儀與示波器的比較

   2012年05月02日 09:08  
  在電子測(cè)試領(lǐng)域,示波器是zui早的測(cè)試設(shè)備,起源于雷達(dá)掃描原理,對(duì)信號(hào)波形的采集和再現(xiàn),源于傳統(tǒng)的模擬信號(hào)和模擬電路的測(cè)試基礎(chǔ)。隨著數(shù)字技術(shù)發(fā)展,對(duì)數(shù)字信號(hào)測(cè)試越來(lái)越重要,zui早的數(shù)字信號(hào)測(cè)試,往往借著于示波器,后來(lái)出現(xiàn)了定時(shí)分析儀和狀態(tài)分析儀,從定時(shí)和狀態(tài)的角度分析和測(cè)試多路數(shù)字信號(hào)。由于當(dāng)時(shí)的定時(shí)分析儀和狀態(tài)分析儀價(jià)格昂貴,兩者在市場(chǎng)上的概念很好,但影響不大,測(cè)試范圍很窄。隨著數(shù)字測(cè)試技術(shù)發(fā)展,融合數(shù)字定時(shí)和狀態(tài)分析的邏輯分析儀應(yīng)用而生。

  從誕生開(kāi)始,邏輯分析儀往往給人三種印象:

 ?、賰r(jià)格昂貴,操作麻煩;

 ?、趯?duì)使用者的要求較高;

 ?、叟c示波器功能大同小異,只是多增加了通道和部分時(shí)序功能。實(shí)質(zhì)上現(xiàn)在邏輯分析儀和示波器既在融合,也在測(cè)試原理上發(fā)生了較大的差異;再加上IT技術(shù)發(fā)展,基于計(jì)算機(jī)接口技術(shù)和處理技術(shù)的采集式虛擬邏輯分析儀出現(xiàn),邏輯分析儀已逐漸在降低成本,走入普通研究室,邏輯分析儀和示波器一樣已逐漸成為基本的測(cè)試工具。

  邏輯分析儀是利用時(shí)鐘從測(cè)試設(shè)備上采集和顯示數(shù)字信號(hào)的儀器,zui主要作用在于時(shí)序判定。由于邏輯分析儀不像示波器那樣有許多電壓等級(jí),通常只顯示兩個(gè)電壓(邏輯1和0),因此設(shè)定了參考電壓后,邏輯分析儀將被測(cè)信號(hào)通過(guò)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L(zhǎng)ow,在High與Low之間形成數(shù)字波形。例如:一個(gè)待測(cè)信號(hào)使用200MHz采樣率的邏輯分析儀,當(dāng)參考電壓設(shè)定為1.5V時(shí),在測(cè)量時(shí)邏輯分析儀就會(huì)平均每5ns采取一個(gè)點(diǎn),超過(guò)1.5V者為High(邏輯1),低于1.5V者為L(zhǎng)ow(邏輯0),而后的邏輯1和0可連接成一個(gè)簡(jiǎn)單波形,工程師便可在此連續(xù)波形中找出異常錯(cuò)誤(bug)之處。整體而言,邏輯分析儀測(cè)量被測(cè)信號(hào)時(shí),并不會(huì)顯示出電壓值,只是High跟Low的差別;如果要測(cè)量電壓就一定需要使用示波器。除了電壓值的顯示不同外,邏輯分析儀與示波器的另一個(gè)差別在于通道數(shù)量。一般的示波器只有2個(gè)通道或4個(gè)通道,而邏輯分析儀可以擁有從16個(gè)通道、32個(gè)通道、64個(gè)通道和上百個(gè)通道數(shù)不等,因此邏輯分析儀具備同時(shí)進(jìn)行多通道測(cè)試的優(yōu)勢(shì)。

  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獨(dú)立式(或單機(jī)型)邏輯分析儀和需結(jié)合電腦的PC-based卡式虛擬邏輯分析儀。獨(dú)立式邏輯分析儀是將所有的測(cè)試軟件、運(yùn)算管理元件以及整合在一臺(tái)儀器之中;卡式虛擬邏輯分析儀則需要搭配電腦一起使用,顯示屏也與主機(jī)分開(kāi)。就整體規(guī)格而言,獨(dú)立式邏輯分析儀已發(fā)展到相當(dāng)高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,例如采樣率可達(dá)8GHz、通道數(shù)可擴(kuò)充到300個(gè)通道以上,存儲(chǔ)深度相對(duì)也高,獨(dú)立式邏輯分析儀以往價(jià)格昂貴,從幾萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)人民幣不等,一般用戶(hù)很少用得起。zui近中國(guó)臺(tái)灣OItek科技有限公司推出的OLA2032BTM獨(dú)立臺(tái)式EasyDebugTM邏輯分析儀,不超過(guò)2萬(wàn)元人民幣經(jīng)濟(jì)性?xún)r(jià)格讓每個(gè)工程師都用得起。尤其在數(shù)字電路教學(xué)中,改變了以往老師為了降低成本使用虛擬邏輯分析儀進(jìn)而產(chǎn)生的不直觀、麻煩等問(wèn)題,在同一個(gè)價(jià)格上,我們可以把臺(tái)式獨(dú)立邏輯分析儀很輕松地拎起來(lái)?;谟?jì)算機(jī)接口的卡式虛擬邏輯分析儀,以較小的成本提供了相應(yīng)的性能,但是卡式虛擬邏輯分析儀也有很大缺點(diǎn),它需要配備電腦才能使用,尤其數(shù)字測(cè)試中,工程師往往會(huì)陷入一堆PCB板中,采用旋轉(zhuǎn)按鈕的儀器要比在屏幕上移動(dòng)鼠標(biāo)更加方便。技術(shù)的發(fā)展也逐漸把示波器和邏輯分析儀的功能融合在一起,成為混合式的儀器(MSO),也稱(chēng)混合信號(hào)測(cè)試儀器。邏輯分析儀與示波器比較如下,這樣我們就會(huì)知道什么情況下用邏輯分析儀或示波器了。

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