一、逻辑分析仪的基本工作原理
逻辑分析仪是一种用于捕捉、显示和分析数字信号的仪器,能够对电子电路中的多个信号进行实时分析。它通过将信号分配到多个通道并对其进行同步采样来显示信号的时序。逻辑分析仪可以识别和捕捉数字信号的变化,如逻辑高电平(1)与低电平(0)之间的切换。
传统的逻辑分析仪主要用于测试数字信号,它们的工作频率高,能精确地捕获信号的变化。为了能够测试这些信号,逻辑分析仪使用的探头与电路的信号进行电气连接,并且将捕捉到的数据传输到分析仪内部进行显示和处理。

二、逻辑分析仪能测试的信号类型
1、数字信号
逻辑分析仪最常用的测试对象是数字信号。这些信号通常是电平高低(例如0和1),用于传输二进制信息。数字信号包括脉冲信号、时钟信号、地址信号和数据线等。在数字电路中,逻辑分析仪能够对这些信号的时序关系进行精确的捕捉和分析,识别信号的变化,并根据时间点的不同展示波形。
(1)时钟信号:用于同步数字电路中的其他信号。
(2)数据总线:用于在数字系统中传输数据。
(3)控制信号:如读/写信号、复位信号等,控制电路的操作。
2、模拟信号(部分逻辑分析仪)
尽管逻辑分析仪传统上用于数字信号的捕捉,但随着技术的不断进步,一些先进的逻辑分析仪可以通过内建的模拟输入通道或附加模块对模拟信号进行测试。这些模拟信号通常代表连续的电压变化,并不是简单的高低电平状态。
(1)模拟波形:一些高端逻辑分析仪配备了示波器功能,能够显示连续的电压波形。这使得逻辑分析仪可以在某些情况下替代传统的示波器,测试如正弦波、方波、三角波等模拟信号。
(2)传感器信号:例如温度传感器、电流传感器等输出的模拟信号也可以被测试。
然而CNPP小编了解到,虽然一些逻辑分析仪能够测量模拟信号,但它们的测量精度和频率响应通常不如专用示波器。这是因为逻辑分析仪的主要设计目的还是处理数字信号。
3、混合信号
现在有一些混合信号逻辑分析仪,它们可以同时处理模拟和数字信号。这类设备集成了逻辑分析仪和示波器的功能,能够同时捕捉模拟信号和数字信号,适用于需要混合信号分析的场景。这些混合信号逻辑分析仪广泛应用于嵌入式系统调试、通信设备测试等领域。
三、逻辑分析仪测试信号的局限性
1、测试频率范围有限:尽管一些逻辑分析仪能够测试模拟信号,但它们的采样频率和精度往往无法与专用示波器相比。模拟信号的频率范围可能超过了逻辑分析仪的采样能力,导致捕捉到的数据不完整或失真。
2、只能处理有限的模拟信号类型:CNPP小编了解到,由于逻辑分析仪的设计偏向于数字信号,它们对模拟信号的测量能力也有限。比如,对于复杂的模拟信号,如多频率的混合波形,逻辑分析仪的测试可能就不够准确。
3、分辨率问题:与示波器相比,逻辑分析仪的模拟信号分辨率较低。示波器能够提供连续的波形显示,并能精确测量波形的每一个点,而逻辑分析仪则通过离散采样数据来构建波形,因此分辨率相对较低。
四、如何选择合适的工具
在实际工作中,选择逻辑分析仪还是示波器取决于测试的需求:
1、如果需要精准测试高速数字信号的时序、频率和波形,逻辑分析仪是最佳选择。
2、如果需要测试连续的模拟信号,尤其是复杂的波形,示波器则更加适合。
3、如果需要同时分析模拟和数字信号,混合信号逻辑分析仪将是一个理想的选择。