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示波器與邏輯分析儀的比較

示波器,邏輯分析儀,混合信號示波器,組合儀器,虛擬示波器,數(shù)字示波器

在電子測試領(lǐng)域,，示波器是最早的測試設(shè)備,，起源于雷達(dá)掃描原理，對信號波形的采集和再現(xiàn),，源于傳統(tǒng)的模擬信號和模擬電路的測試基礎(chǔ),。示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器,。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖象，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程,。示波器利用狹窄的,、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上,，就可產(chǎn)生細(xì)小的光點,。在被測信號的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖,，可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線,。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量,，如電壓,、電流,、頻率、相位差,、調(diào)幅度等等,。
隨著數(shù)字技術(shù)發(fā)展，對數(shù)字信號測試越來越重要,，最早的數(shù)字信號測試,，往往借著于示波器，后來出現(xiàn)了定時分析儀和狀態(tài)分析儀,，從定時和狀態(tài)的角度分析和測試多路數(shù)字信號,。由于當(dāng)時的定時分析儀和狀態(tài)分析儀價格昂貴，兩者在市場上的概念很好,，但影響不大,，測試范圍很窄。
隨著數(shù)字測試技術(shù)發(fā)展,，融合數(shù)字定時和狀態(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價格昂貴,，操作麻煩,；②對使用者的要求較高；③與示波器功能大同小異,，只是多增加了通道和部分時序功能,。實質(zhì)上現(xiàn)在邏輯分析儀和示波器既在融合，也在測試原理上發(fā)生了較大的差異,；再加上IT技術(shù)發(fā)展,，基于計算機接口技術(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試工具。
邏輯分析儀是利用時鐘從測試設(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,。例如：一個待測信號使用200MHz采樣率的邏輯分析儀，當(dāng)參考電壓設(shè)定為1.5V時，在測量時邏輯分析儀就會平均每5ns采取一個點,，超過1.5V者為High(邏輯1),，低于1.5V者為Low（邏輯0），而后的邏輯1和0可連接成一個簡單波形,，工程師便可在此連續(xù)波形中找出異常錯誤（bug）之處,。整體而言，邏輯分析儀測量被測信號時,，并不會顯示出電壓值,，只是High跟Low的差別；如果要測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差別在于通道數(shù)量。一般的示波器只有2個通道或4個通道,，而邏輯分析儀可以擁有從16個通道,、32個通道、64個通道和上百個通道數(shù)不等,，因此邏輯分析儀具備同時進(jìn)行多通道測試的優(yōu)勢,。

根據(jù)硬件設(shè)備設(shè)計上的差異，目前市面上邏輯分析儀大致上可分為獨立式（或單機型）邏輯分析儀和需結(jié)合電腦的PC-based卡式虛擬邏輯分析儀,。北京迪陽科技有限責(zé)任公司有著多年電子測試應(yīng)用及研發(fā)的專業(yè)經(jīng)驗,，根據(jù)邏輯分析儀和示波器的測量原理和使用功能上的差異.介紹二者之間的不同.，獨立式邏輯分析儀是將所有的測試軟件,、運算管理元件以及整合在一臺儀器之中；卡式虛擬邏輯分析儀則需要搭配電腦一起使用,，顯示屏也與主機分開,。就整體規(guī)格而言，獨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個通道以上，存儲深度相對也高,，獨立式邏輯分析儀以往價格昂貴,，從幾萬到數(shù)十萬人民幣不等，一般用戶很少用得起,。最近臺灣OItek科技有限公司推出的OLA2032BTM獨立臺式EasyDebugTM邏輯分析儀,，不超過2萬元人民幣經(jīng)濟(jì)性價格讓每個工程師都用得起。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，在同一個價格上,，我們可以把臺式獨立邏輯分析儀很輕松地拎起來,?；谟嬎銠C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,，它需要配備電腦才能使用，尤其數(shù)字測試中,，工程師往往會陷入一堆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）,，也稱混合信號測試儀器。邏輯分析儀與示波器比較如下,，這樣我們就會知道什么情況下用邏輯分析儀或示波器了,。

邏輯分析儀與示波器比較
 
功 能 邏輯分析儀 示波器   
檢測方法和范圍 利用時鐘脈沖采樣，顯示觸發(fā)前后的邏輯狀態(tài) 顯示觸發(fā)前后掃描時間設(shè)定范圍內(nèi)波形   
輸入通道 容易實現(xiàn)多通道（16或更多） 很難實現(xiàn)多通道   
觸發(fā)方式 數(shù)字方式觸發(fā),；多通道邏輯組合觸發(fā),，容易實現(xiàn)與系統(tǒng)動作同步觸發(fā)；可以進(jìn)行多極按順序觸發(fā),；具有驅(qū)動時域儀器的能力 模擬方式觸發(fā),，高檔示波器具有數(shù)字方式觸發(fā)；根據(jù)特定輸入信號進(jìn)行觸發(fā),，很難實現(xiàn)與系統(tǒng)動作同步觸發(fā),；不能實現(xiàn)多級順序觸發(fā)   
顯示方式 把輸入信號變換成邏輯電平后加以顯示；顯示方式多樣,，有狀態(tài),、波形、圖形,、助記符號等 原封不動地即時顯示輸入信號波形 

MSO（mixed signal oscilloscope,，混合信號示波器）從某種意義上說可以真正取代傳統(tǒng)的數(shù)字示波器，因為MSO除了能夠顯示柱狀圖,、波形函數(shù),、FFT和眼圖之外，同樣還具有模擬分析功能,，例如標(biāo)準(zhǔn)的時間與電壓測量功能,，可以測量上升/下降時間、頻率和過沖幅度,。MSO也具有基本的數(shù)字時序分析功能和深度存儲能力,。
MSO非常適合兩種主要的測量應(yīng)用：
包含較慢的模擬信號與較快的數(shù)字信號的真實混合信號環(huán)境；
需要觀察總線上多個數(shù)字通道之間的時序關(guān)系，同時要保證多個信號完整性的純數(shù)字測量環(huán)境,。
現(xiàn)在的市場上有多種混合信號示波器,，但是如果系統(tǒng)地進(jìn)行評估（參見圖1），那么你不難選擇出最能夠滿足你測量要求的示波器,。
MSO是一個混合測試儀器,，它結(jié)合了數(shù)字存儲示波器(DSO)的全部功能和邏輯分析儀的部分功能，以及一些串行協(xié)議分析的功能,。利用MSO,，您可以在同一個屏幕上觀察多路時間隊列模擬信號，并行數(shù)字信號,，以及串行解碼微波信號,。盡管今天很多傳統(tǒng)的示波器具有有限的觸發(fā)能力，一些MSO包含成熟的串行觸發(fā)和協(xié)議解碼分析,，是汽車電子系統(tǒng)調(diào)試的最佳選擇,。
   相比與成熟的邏輯分析儀，MSO 一般缺乏足夠的數(shù)字獲取通道,，而相對于串行協(xié)議分析儀,，MSO 則缺乏較高的分析提取程度。但是相比之下,，MSO的簡單使您能夠方便的使用,，而避免邏輯分析儀和協(xié)議分析儀的復(fù)雜操作。事實上,，MSO最主要得優(yōu)點就是它的使用模式,。使用MSO和使用示波器十分相似。由于MSO集中了大量的功能,，它比使用組合的測試方案,，例如示波器與邏輯分析儀，或者示波器與串行總線協(xié)議分析儀要方便的多,。一個好的MOS,，例如DSO2902AG2,，是對用戶友好的,，它提供快速的波形刷新，包含串行觸發(fā)和分析,，操作起來與示波器十分相似,，而不像操作邏輯分析儀或者協(xié)議分析儀那樣復(fù)雜。