逻辑分析仪的原理-深圳市乐买宜电子有限公司

逻辑分析仪的原理

一、什么是逻辑分析仪

逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备，它是用于监测硬件电路工作时的逻辑电平，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。逻辑分析仪是设计特别是数字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。相对于示波器，逻辑分析仪往往给人有以下的感觉：

1、操作复杂，对使用者的要求高；

2、与示波器功能差不多；

3、价格昂贵。

其实不然，逻辑分析仪在近的几年中随着数字电路的广泛使用发展迅速，已经成为很多电子开发公司的设备。

二、逻辑分析仪的原理

逻辑分析仪的组成结构如图1所示，它主要包括数据捕获和数据显示两大部分。逻辑分析仪一般采用行数据采集并存储，然后进行数据分析显示方式。

数据捕获部分包括信号输入、比较采样、触发控制、数据存储和时钟电路等。外部被测信号通过探头送到信号输入电路，在比较器中与设定的门限电压进行比较，大于门限电压值的信号为高电平，反之为低电平。采样电路在采样时钟（外时钟或内时钟）控制下对信号进行采样，并将数据流送到触发模块中，产生触发信号。数据存储电路在触发信号的作用下进行相应的数据存储控制。数据捕获完成后，由分析显示电路将存储的数据处理之后以适当方式显示出来。

图1 逻辑分析仪原理结构

大多数逻辑分析仪实际是由定时分析仪和状态分析仪组成的。

定时分析：也称为异步时序分析。在逻辑分析仪内部高速采样时钟的驱动下，对输入信号进行异步数据采样，采样的数据用方波的形式进行显示。逻辑分析仪在内部高速时钟的驱动下对信号输入进行异步采样，其测量结果用于分辨相关信号间的时序关系，例如建立时间、保持时间、协议应答等。根据采样定理，内部采样时钟要高于被测信号高频率的3倍以上到正确的采样数据，内部采样时钟频率越高，定时分辨率就越高，度也越高，时序关系就越。广州致远电子有限公司出品的LAB7000系列逻辑分析仪高采样频率为5GHz，定时分辨率可以高达200ps。定时分析模式一般用于硬件系统的测试。

状态分析：也称为同步时序分析。在外部同步时钟的驱动下，逻辑分析仪对输入信号进行同步数据采样，显示的时候，用二进制码或配合软件用映射图或反汇编成助记符，由于采集到的状态数据与被测信号数据流状态完全一致，因此可以用于直接观测程序的源代码。状态分析模式一般用于对系统软件进行测试。

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台式逻辑分析仪和基于PC的虚拟逻辑分析仪。台式逻辑分析仪是将所有的测试软件、运算管理元件以及显示部分整合在一台仪器之中；虚拟逻辑分析仪则需要搭配PC机一起使用，通过PC机来显示后结果。相比动辄上十数万元的台式逻辑分析仪，虚拟逻辑分析仪具有价格便宜、高、分析能力强、用户界面友好、操作简单、体积小巧等优点。另外，致远的逻辑分析仪还把其他的数字测试设备的功能融合在一起，典型的有逻辑笔、频率计、总线分析、协议分析等，使得逻辑分析仪在数字测试方面的功能更加强大。

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逻辑分析仪的原理

发布时间：2014-04-24