邏輯分析儀是分析數(shù)字系統(tǒng)邏輯關(guān)系的儀器。邏輯分析儀是屬于數(shù)據(jù)域測試儀器中的一種總線分析儀,即以總線(多線)概念為基礎(chǔ),同時(shí)對多條數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)流進(jìn)行觀察和測試的儀器,這種儀器對復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)的測試和分析十分有效。邏輯分析儀是利用時(shí)鐘從測試設(shè)備上采集和顯示數(shù)字信號的儀器,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,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,邏輯分析儀將被測信號通過比較器進(jìn)行判定,高于參考電壓者為High,低于參考電壓者為Low,在High與 Low之間形成數(shù)字波形。
邏輯分析儀有三個(gè)重要參數(shù):閾值電壓、采樣率和采樣深度。
1、閾值電壓
區(qū)分高低電平的間隔。邏輯分析儀和單片機(jī)都是數(shù)字電路,它在讀取外部信號的時(shí)候,多高電壓識別成高電平,多高電壓識別成低電平是有一定限制的。比如一款邏輯分析儀,閾值電壓是:0.7~1.4V,那么當(dāng)它采集外部的數(shù)字電路信號的時(shí)候,高于1.4V識別為高電平,低于0.7V識別為低電平。
邏輯分析儀有三個(gè)重要參數(shù):閾值電壓、采樣率和采樣深度。
2、采樣率
每秒鐘采集信號的次數(shù)。比如一個(gè)邏輯分析儀的最大采樣率是100M,那么也就是說他一秒鐘可以采集100M個(gè)樣點(diǎn),即每10ns采集一個(gè)樣點(diǎn),并且高于閾值電壓的認(rèn)定為高電平,低于閾值電壓的認(rèn)定為低電平。我們前邊學(xué)UART通信的時(shí)候?qū)W過每一位都會讀取16次,而邏輯分析儀的原理也是類似的,就是在超頻讀取。你信號是1M的頻率,我用100M的采樣率去采集,那么一個(gè)信號周期我就可以采集100次,最后用我們小學(xué)學(xué)過的描點(diǎn)法把采集到的樣點(diǎn)連起來,就會還原出信號,當(dāng)然100倍采樣率的脈寬誤差大概是百分之一。
根據(jù)奈奎斯特定律來說,采樣率必須是信號頻率的2倍以上才能還原出信號,因?yàn)檫壿嫹治鰞x是數(shù)字系統(tǒng),算法簡單,所以最低也是4倍于信號的采樣率才可以,一般選擇10倍左右效果就比較好了。比如你的信號頻率是10M,那么你的邏輯分析儀采樣率最低也得是40M的采樣率,最好能達(dá)到100M,提高精確度。
3、存儲深度
我們剛才講了采樣率,那采集到的高電平或者低電平信號,我們要有一個(gè)存儲器存儲起來。比如我們用100M采樣率,那么1秒就會產(chǎn)生100M個(gè)狀態(tài)樣點(diǎn)。一款邏輯分析儀能夠存儲多少個(gè)樣點(diǎn)數(shù),這是邏輯分析儀很重要的一個(gè)指標(biāo)。如果我們的采樣率很高,但是存儲的數(shù)據(jù)量很少,那也沒有多大意義,邏輯分析儀可以保存的最大樣點(diǎn)數(shù)就是一款邏輯分析儀的存儲深度。通常情況下,數(shù)據(jù)采集時(shí)間=存儲深度/采樣率。
此外,邏輯分析儀還有輸入阻抗和耐壓值等幾個(gè)簡單參數(shù)。所有的邏輯分析儀的通道上,都是有等效電阻和電容的,由于測量信號的時(shí)候分析儀通道是并聯(lián)在通道上的,所以分析儀的輸入阻抗如果太小,電容過大,就會干擾到我們線上的信號。理論上來講,阻抗越大越好,電容越小越好。通常情況下,邏輯分析儀的阻抗都在100K以上,電容都在10pf左右。所謂的耐壓值,就是說如果你測量超過這個(gè)電壓值的信號那么分析儀就可能被燒壞,所以測量的時(shí)候必須要注意這個(gè)問題。
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