邏輯分析儀的工作原理

　　將被測系統(tǒng)接入邏輯分析儀，使用邏輯分析儀的探頭（邏輯分析儀的探頭是將若干個探極集中起來，其觸針細小，以便于探測高密度集成電路）監(jiān)測被測系統(tǒng)的數(shù)據流，形成并行數(shù)據送至比較器，數(shù)入信號在比較器中與外部設定的門限電平進行比較，大于門限電平值的信號在相應的線上輸出高電平，反之輸出低電平時對輸入波形進行整形。經比較整形后的信號送至采樣器，在時鐘脈沖控制下進行采樣。被采樣的信號按順序存儲在存儲器中。采樣信息以“先進先出”的原則組織在存儲器中，得到顯示命令后，按照先后順序逐一讀出信息，按設定的顯示方式進行被測量的顯示。

邏輯分析儀的分類
目前市場上邏輯分析儀有兩類，一類是獨立式邏輯分析儀，主要供應商有安捷倫和泰克；另一類是價格相對低廉的基于PC的虛擬邏輯分析儀（VI），主要供應商為美國國家儀器公司（ National Instruments ，NI），主要產品為圖形化測試測量編程軟件 LabVIEW 。傳統(tǒng)上，在PC上運行的 LabVIEW 軟件被稱為虛擬儀器，但隨著 LabVIEW RT 的推出，這些 VI 可以在多種設備上運行，如便攜式儀器、工業(yè) PC 或基于 Web 的儀器等。
在中國也有一些生產邏輯分析儀的廠家，但大部分是虛擬儀器，由于進口的獨立式邏輯分析儀的價格昂貴，國內很需要一款獨立便攜、使用簡單的邏輯分析儀，向臺灣生產的，北京海洋推出的一款邏輯分析儀就比較適合國內市場。
邏輯分析儀的主要技術指標
1、邏輯分析儀的通道數(shù)
在需要邏輯分析儀的地方，要對一個系統(tǒng)進行全面地分析，就應當把所有應當觀測的信號全部引入邏輯分析儀當中，這樣邏輯分析儀的通道數(shù)至少應當是：被測系統(tǒng)的字長（數(shù)據總線數(shù)）＋被測系統(tǒng)的控制總線數(shù)＋時鐘線數(shù)。這樣對于一個 8 位機系統(tǒng)，就至少需要 34 個通道?，F(xiàn)在幾個廠家的主流產品的通道數(shù)也高達 340 通道，例 Tektronix 等，市面上主流的產品是 34 通道的邏輯分析儀，用它來分析最常見的 8 位系統(tǒng)，像北京海洋最新推出的 OLA 系列邏輯分析儀就是 34 通道的。
2、定時采樣速率
在定時采樣分析時，要有足夠的定時分辨率，就應當有足夠高的定時分析采樣速率，但是并不是只有高速系統(tǒng)才需要高的采樣速率，現(xiàn)在的主流產品的采樣速率高達 2GS/s ，在這個速率下，我們可以看到 0.5ps 時間上的細節(jié)。
3、狀態(tài)分析速率
在狀態(tài)分析時，邏輯分析儀采樣基準時鐘就用被測試對象的工作時鐘（邏輯分析儀的外部時鐘）這個時鐘的最高速率就是邏輯分析儀的高狀態(tài)分析速率。也就是說，該邏輯分析儀可以分析的系統(tǒng)最快的工作頻率?，F(xiàn)在的主流產品的定時分析速率在 300MHz ，最高可高達 500MHz 甚至更高。
4、邏輯分析儀的每通道的記錄長度
邏輯分析儀的內存是用于存儲它所采樣的數(shù)據，以用于對比、分析、轉換（譬如將其所捕捉到的信號轉換成非二進制信號）。
5、邏輯分析儀的測試夾具
邏輯分析儀通過探頭與被測器件連接，測試夾具起著很重要的作用，測試夾具有很多種，如飛行頭和蒼蠅頭等，詳見電子發(fā)燒友網站(www.elecfans.com)。

邏輯分析儀的功能
如前所述，絕大多數(shù)邏輯分析儀是兩種儀器的合成，第一部分是定時分析儀，第二部分是狀態(tài)分析儀。
1. 定時分析
定時分析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，水平軸代表時間，垂直軸代表電壓幅度。定時分析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。定時分析只能確定波形是高還是低，不存在中間電平。所以定時分析就像一臺只有 1 位垂直分辨率的數(shù)字示波器。但是，定時分析并不能用于測試參量，如果你用定時分析測量信號的上升時間，那你就用錯了儀器。如果你要檢驗幾條線上的信號的定時關系，定時分析就是合理的選擇。如果定時分析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時刻輸入信號發(fā)生了跳變，但是，定時分析卻不知道精確的時刻。最壞的情況下，不確定度是一個采樣周期。
2. 跳變定時
如果我們要對一個長時間沒有變化的采樣并保存數(shù)據，跳變定時能有效地利用存儲器。使用跳變定時，定時分析只保存信號跳變后采集的樣本，以及與上次跳變的時間。
3. 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料的毛刺。定時分析可以對輸入數(shù)據進行有效地采樣，跟蹤采樣間產生的任何跳變，從而容易識別毛刺。在定時分析中，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)和顯示毛刺產生前的數(shù)據，從而幫助我們確定毛刺產生的原因。
4. 狀態(tài)分析
邏輯電路的狀態(tài)是：數(shù)據有效時，對總線或信號線采樣的樣本。定時分析與狀態(tài)分析的主要區(qū)別是：定時分析由內部時鐘控制采樣，采樣與被測系統(tǒng)是異步的；狀態(tài)分析由被測系統(tǒng)時鐘控制采樣，采樣與被測系統(tǒng)是同步的。用定時分析查看事件 “ 什么時候 ” 發(fā)生，用狀態(tài)分析檢查發(fā)生了“ 什么 ”事件。定時分析通常用波形顯示數(shù)據，狀態(tài)分析通常用列表顯示數(shù)據。