邏輯分析儀與示波器的比較

在電子測(cè)試領(lǐng)域，示波器是最早的測(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，最早的數(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。從誕生開始，邏輯分析儀往往給人三種印象：①價(jià)格昂貴，操作麻煩；②對(duì)使用者的要求較高；③與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，最主要作用在于時(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)。

表1邏輯分析儀與示波器的比較

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。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，一般用戶很少用得起。最近臺(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2萬(wàn)元人民幣經(jīng)濟(jì)性價(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。