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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(hào)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(duì)信號(hào)波形的采集和再現(xiàn),，源于傳統(tǒng)的模擬信號(hào)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(hào)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(diǎn)。在被測信號(hào)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(hào)的瞬時(shí)值的變化曲線,。利用示波器能觀察各種不同信號(hào)幅度隨時(shí)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(duì)數(shù)字信號(hào)測試越來越重要,，最早的數(shù)字信號(hào)測試，往往借著于示波器,，后來出現(xiàn)了定時(shí)分析儀和狀態(tài)分析儀,，從定時(shí)和狀態(tài)的角度分析和測試多路數(shù)字信號(hào)。由于當(dāng)時(shí)的定時(shí)分析儀和狀態(tài)分析儀價(jià)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(shí)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(jià)格昂貴，操作麻煩,；②對(duì)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(shí)序功能,。實(shí)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(jì)算機(jī)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(shí)鐘從測試設(shè)備上采集和顯示數(shù)字信號(hào)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(jí),，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(hào)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(gè)待測信號(hào)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(shí),，在測量時(shí)邏輯分析儀就會(huì)平均每5ns采取一個(gè)點(diǎn)，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(gè)簡單波形，工程師便可在此連續(xù)波形中找出異常錯(cuò)誤（bug）之處,。整體而言,，邏輯分析儀測量被測信號(hào)時(shí)，并不會(huì)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(gè)差別在于通道數(shù)量,。一般的示波器只有2個(gè)通道或4個(gè)通道，而邏輯分析儀可以擁有從16個(gè)通道,、32個(gè)通道,、64個(gè)通道和上百個(gè)通道數(shù)不等，因此邏輯分析儀具備同時(shí)進(jìn)行多通道測試的優(yōu)勢(shì),。

根據(jù)硬件設(shè)備設(shè)計(jì)上的差異,，目前市面上邏輯分析儀大致上可分為獨(dú)立式（或單機(jī)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(yàn),，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(dú)立式邏輯分析儀是將所有的測試軟件、運(yùn)算管理元件以及整合在一臺(tái)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(jī)分開。就整體規(guī)格而言,，獨(dú)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(gè)通道以上,，存儲(chǔ)深度相對(duì)也高,，獨(dú)立式邏輯分析儀以往價(jià)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(tái)灣OItek科技有限公司推出的OLA2032BTM獨(dú)立臺(tái)式EasyDebugTM邏輯分析儀,，不超過2萬元人民幣經(jīng)濟(jì)性價(jià)格讓每個(gè)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(gè)價(jià)格上,，我們可以把臺(tái)式獨(dú)立邏輯分析儀很輕松地拎起來,。基于計(jì)算機(jī)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(diǎn)，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(huì)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(dòng)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(hào)測試儀器,。邏輯分析儀與示波器比較如下,，這樣我們就會(huì)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(shí)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(shí)間設(shè)定范圍內(nèi)波形   
輸入通道 容易實(shí)現(xiàn)多通道（16或更多） 很難實(shí)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(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)動(dòng)作同步觸發(fā),；可以進(jìn)行多極按順序觸發(fā),；具有驅(qū)動(dòng)時(shí)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(hào)進(jìn)行觸發(fā)，很難實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)動(dòng)作同步觸發(fā),；不能實(shí)現(xiàn)多級(jí)順序觸發(fā)   
顯示方式 把輸入信號(hào)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(hào)等 原封不動(dòng)地即時(shí)顯示輸入信號(hào)波形 

MSO（mixed signal oscilloscope,，混合信號(hào)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?yàn)镸SO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(shí)間與電壓測量功能，可以測量上升/下降時(shí)間,、頻率和過沖幅度,。MSO也具有基本的數(shù)字時(shí)序分析功能和深度存儲(chǔ)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(hào)與較快的數(shù)字信號(hào)的真實(shí)混合信號(hào)環(huán)境,；
需要觀察總線上多個(gè)數(shù)字通道之間的時(shí)序關(guān)系,，同時(shí)要保證多個(gè)信號(hào)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(hào)示波器,，但是如果系統(tǒng)地進(jìn)行評(píng)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(gè)混合測試儀器,，它結(jié)合了數(shù)字存儲(chǔ)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(gè)屏幕上觀察多路時(shí)間隊(duì)列模擬信號(hào),，并行數(shù)字信號(hào)，以及串行解碼微波信號(hào),。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(duì)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(shí)上，MSO最主要得優(yōu)點(diǎn)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(gè)好的MOS,，例如DSO2902AG2,，是對(duì)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。