逻辑分析仪是一种专门用于捕获并分析数字电路信号的电子测试设备。以下是关于它的详细介绍:
工作原理:逻辑分析仪通过多个输入通道采集数字信号,当信号电压高于阈值时记录为高电平,低于阈值时记录为低电平。采集到的信号数据会被存储在内存中,并且通过设置触发条件,当信号满足特定条件时,逻辑分析仪才开始记录数据,便于分析。,采集到的数据可以通过软件进行分析和显示。
主要功能
多通道信号捕获:可同时采集数十至数百路数字信号,如 GPIO、时钟线、数据总线等,显示各信号随时间变化的逻辑状态。
时序分析:能绘制波形图,直观展示信号之间的时序关系,还可测量信号上升 / 下降时间、周期、占空比等时间参数。
协议解码:可自动解析多种通信协议,将原始二进制数据翻译为可读的协议指令,如 UART、I2C、SPI、USB 等串行协议,以及地址总线、数据总线操作等并行总线协议。
触发功能:用户可设定复杂触发条件,如特定信号跳变、数据包内容或协议错误等,精准捕获异常事件。
分类:逻辑分析仪可分为逻辑状态分析仪和逻辑定时分析仪。逻辑状态分析仪用字符 0、1 或助记符显示被检测的逻辑状态,用被测系统时钟来控制记录,与被测系统同步工作,主要用于分析数字系统的软件。逻辑定时分析仪则用来考察两个系统时钟之间的数字信号的传输情况和时间关系,它在内时钟控制下记录数据,与被测系统异步工作,主要用于数字设备硬件的分析、调试和维修。
主要应用
数字电路调试:在设计数字时钟、计数器、状态机等复杂数字电路时,逻辑分析仪能够帮助设计人员观察信号流并进行时序分析,确保电路正确工作。
微控制器和嵌入式系统开发:用于分析通信协议和调试复杂的系统时序,帮助开发人员验证和调试数据传输过程。
协议分析:逻辑分析仪的协议解析功能使其成为诊断和调试各种通信协议的利器,对于调试复杂通信系统,如 I2C 总线、CAN 总线等非常有用。
高速信号分析:在高频率和高速数字系统中,逻辑分析仪能够准确捕捉并分析高速信号的时序和逻辑状态,帮助工程师排除设计中的时序问题。
与示波器的区别:示波器侧重模拟信号波形细节,通常通道数量较少,一般为 2 至 8 通道,主要进行电压、频率、谐波测量,触发方式多为基于电压 / 边沿的基础触发,适用于模拟电路、电源噪声、信号完整性分析等场景。而逻辑分析仪只关注数字信号,通道数量较多,通常有 8 至 100 多个通道,主要进行协议解码、逻辑关系分析等,触发方式为基于逻辑条件的触发,主要用于数字系统、协议调试等场景。