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逻辑分析仪的选购技巧与用途

发布时间:2020-05-07             西安安泰仪器维修中心    1560


       逻辑分析仪的品质可以用通过下面的指标分析,这些指标决定逻辑分析仪的品质。

  信号采集能力反映出逻辑分析仪的基本工作能力。 

      1)输入信号通道数目 它决定能够同时测量的信号数目。

      2)采样频率范围 它决定观察信号的频率范围,也决定测量的时间精度。一般当采样频率为被测信号频率 8 倍以上时, 可以获得比较好的观察和测量结果。 

      3)采样存储深度 它决定能够存储的每个测量信号的采样数目。


  信号适应能力决定逻辑分析仪的工作范围。 

      1)输入信号电压范围 它决定逻辑分析仪正常工作的信号电压范围,当信号的电压超出范围时,通常会产生较大的输入电流。 

      2) 输入信号触发电平调整范围它反映出逻辑分析仪适应各种标准电路的能力。 常用的范围为-2V 至+3V。

      3) 数据建立时间/最小信号宽度/最高输入信号频率数据建立时间和最小信号宽度反映的是同一个时间指标,当被测信号的宽度小于这个指标时,就可能会测量不到。最高输入信号频率是一个习惯性的指标,通常是 指在占空比为 1:1 时 2 倍数据建立时间所对应的频率,另外逻辑分析仪中输入信号模/数转换器的带宽指标 也制约着最高输入信号频率。 

      4)输入阻抗和输入电流这个指标反映出设备测试弱信号的能力,当逻辑分析仪的输入端子接在一个驱动能 力很弱的电压源信号上时(如高频晶体谐振器的无源端),如果输入阻抗过低或输入电流过大,就可能使 被测信号 发生变形甚至消失。可供参考的较好的指标如下:输入电阻>1MΩ;输入电容<10pF;输入电流<3μA。

      5)输入信号探头种类探头种类是否齐全反映出逻辑分析仪测量功能的完善性。常用的探头及主要参考指标 如下:高频探头,带宽>200MHz,上升速率>3000V/μS;高阻抗探头,输入电阻>1000 MΩ,输入电容< 5pF;长线驱动器,线长>2 米;高电压探头;小信号探头;差分信号探头;多线探头组。

      6)测量夹具种类可装配的测试夹和测试探针的种类也反映出逻辑分析仪测量功能的完善性。一个功能完善 的逻辑分析仪应当采用通用型测试端子接口,以便于连接各种性能的测试夹具。对于高密度电路测试,下 述测量夹具是重要的:能够测量微小间距表贴元件的精密测试夹;能够测量微小间距电路的精密防颤测试 探针。


  可靠性反映出设备的稳定程度和耐用程度。一台逻辑分析仪的可靠性包含许多因素,下述四点是其中比较 重要而又能直接测试和审查的要点。 

      1)输入端子抗静电冲击能力 静电冲击是操作中经常发生的现象,一个高可靠性的逻辑分析仪的所有输入端子应该能够承受数千伏特的静电冲击而不被损坏。

    2)输入端子抗电源冲击能力 短路和接错测试点也是操作中经常发生的现象,一个高可靠性的逻辑分析仪的所有输入端子应该能够承受 数十伏特的电源冲击而不被损坏。 

      3)接插件结构和品质接插件应当具有锁紧结构,以保障连接的可靠性,特别是高频测试部件,必须从结构 上保证具有优良的高频特性。接插件应当使用优良的材料制造,以保证经久耐用,其接触部位建议按下述 标准进行电镀处理:底层电镀 50 微吋镍;表层电镀 30 微吋金。 

      4)散热特性 散热特性会影响到设备的稳定性和工作寿命,良好的散热性能是非常重要的。


  信号捕捉能力反映出逻辑分析仪的特殊工作能力。 

       1)信号状态触发器其功能是在输入信号中相应的若干个信号的电平(高电平/低电平)处于特定组合状态时 发出触发信号。 

       2)信号边沿触发器其功能是在输入信号中某个信号发生跳变(上升沿/下降沿/双沿)时发出触发信号。

       3)信号总线触发器其功能是可以使用输入信号中的相应位构成一个所需宽度的总线信号,当总线信号的值 等相关参数处于特定状态(大于某值/小于某值/等于某值/在某区间内/在某区间外)时发出触发信号。 

       4)信号宽度触发器其功能是在由输入信号合成的特定信号状态所持续时间的值处于特定范围(大于某值/小 于某值/在某区间内/在某区间外)时发出触发信号。 

       5)信号队列触发器其功能是在由输入信号合成的特定信号按特定的顺序发生时发出触发信号。 

       6)触发系统结构 一个完善的触发系统应当具有足够多的各种触发器,并能够提供灵活的逻辑运算和完善的控制操作,以满足捕捉复杂信号的要求。 

       7)同步时钟结构和频率范围同步时钟可以由一个单独的输入信号产生,也可以由若干个输入信号合成产生, 以提供更丰富的采样功能。同步时钟结构和频率范围标志着逻辑分析仪使用外部时钟信号的能力。 

       8)条件存储功能该功能仅存储符合用户指定条件的采样结果,而不存储不符合用户指定条件的采样结果, 因此可以跟踪更长的相关时间区域。 

       9)计时器范围 它影响到逻辑分析仪工作的时间范围。


  信号处理能力主要反映出逻辑分析仪的软件水平。 

       1)信号波形图示功能能以形图方式显示所有被测信号的波形。 

       2)信号状态列表功能能以数据表方式列出所有被测信号的状态。 

       3)标尺和标识功能提供进行精确时间定位和测量的标尺和标识工具。 

       4)工作状态指示器,在逻辑分析仪工作时,指示出其主要的各个工作状态。 

       5)信号搜索功能能够让用户设定条件并自动向前或向后搜索对应的信号状态。 

       6)数据存储功能能够以文件形式存储设定参数和采集到的数据,供以后使用。 

       7)数据比较功能能够将若干次采集到的数据进行对比。


  扩展性决定可以构造的系统规模,它反映出本设备与其他设备协同工作的能力。

  1)同步信号接口提供与其它设备连接在一起同步进行工作的能力。比如将若干个逻辑分析仪连接在一起构 成更多输入信号通道的组合型逻辑分析仪,或者将逻辑分析仪与存储示波器、信号发生器等设备连接在一 起,构成多功能测试系统。 

      2)数据接口提供与其它软件平台共享数据和进行远程控制的能力。

  处理好这 6 个决定品质的指标,选择适合自己工作的逻辑分析仪。

      逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备,它可以监测硬件电路工作时的逻辑电平(高或低),并加以存储,用图形的方式直观地表达出来,便于用户检测,分析电路设计(硬件设计和软件设计) 中的错误,逻辑分析仪是设计中不可缺少的设备,通过它,可以迅速地定位错误,解决问题,达到事半功倍的效果。

      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之间形成数字波形深圳广告网。例如:一个待测信号使用200MHz采样率的逻辑分析仪,当参考电压设定为1.5V时,在测量时逻辑分析仪就会平均每5ns采取一个点,超过1.5V者为High(逻辑1),低于1.5V者为Low(逻辑0),而后的逻辑1和0可连接成一个简单波形,工程师便可在此连续波形中找出异常错误(bug)之处。

      整体而言,逻辑分析仪测量被测信号时,并不会显示出电压值,只是High跟Low的差别;如果要测量电压就一定需要使用示波器。除了电压值的显示不同外,逻辑分析仪与示波器的另一个差别在于通道数量深圳电池网。一般的示波器只有2个通道或4个通道,而逻辑分析仪可以拥有从16个通道、32个通道、64个通道和上百个通道数不等,因此逻辑分析仪具备同时进行多通道测试的优势。

      根据硬件设备设计上的差异,目前市面上逻辑分析仪大致上可分为独立式(或单机型)逻辑分析仪和需结合电脑的PC-based卡式虚拟逻辑分析仪。独立式逻辑分析仪是将所有的测试软件、运算管理元件以及整合在一台仪器之中;卡式虚拟逻辑分析仪则需要搭配电脑一起使用,显示屏也与主机分开。

      就整体规格而言,独立式逻辑分析仪已发展到相当高标准的产品,例如采样率可达8GHz、通道数可扩充到300个通道以上,存储深度相对也高,独立式逻辑分析仪以往价格昂贵,从几万到数十万人民币不等,一般用户很少用得起。最近台湾OItek科技有限公司推出的OLA2032BTM独立台式EasyDebugTM逻辑分析仪,不超过2万元人民币经济性价格让每个工程师都用得起。尤其在数字电路教学中,改变了以往老师为了降低成本使用虚拟逻辑分析仪进而产生的不直观、麻烦等问题,在同一个价格上,我们可以把台式独立逻辑分析仪很轻松地拎起来。

      基于计算机接口的卡式虚拟逻辑分析仪,以较小的成本提供了相应的性能,但是卡式虚拟逻辑分析仪也有很大缺点,它需要配备电脑才能使用,尤其数字测试中,工程师往往会陷入一堆PCB板中,采用旋转按钮的仪器要比在屏幕上移动鼠标更加方便。技术的发展也逐渐把示波器和逻辑分析仪的功能融合在一起,成为混合式的仪器(MSO),也称混合信号测试仪器。逻辑分析仪与示波器比较如下,这样我们就会知道什么情况下用逻辑分析仪或示波器了。

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