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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(cè)試領(lǐng)域,，示波器是最早的測(cè)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(cè)試基礎(chǔ)。示波器是一種用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器,。它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成看得見(jiàn)的圖象,，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過(guò)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(cè)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(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值的變化曲線(xiàn),。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(xiàn)，還可以用它測(cè)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(cè)試越來(lái)越重要,，最早的數(shù)字信號(hào)測(cè)試，往往借著于示波器,，后來(lái)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(cè)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(chǎng)上的概念很好,，但影響不大，測(cè)試范圍很窄,。
隨著數(shù)字測(cè)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(kāi)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(cè)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(cè)試工具。
邏輯分析儀是利用時(shí)鐘從測(cè)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(cè)信號(hào)通過(guò)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L(zhǎng)ow,，在High與Low之間形成數(shù)字波形,。例如：一個(gè)待測(cè)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(cè)量時(shí)邏輯分析儀就會(huì)平均每5ns采取一個(gè)點(diǎn),，超過(guò)1.5V者為High(邏輯1)，低于1.5V者為L(zhǎng)ow（邏輯0）,，而后的邏輯1和0可連接成一個(gè)簡(jiǎn)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(cè)量被測(cè)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(cè)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(cè)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(yáng)科技有限責(zé)任公司有著多年電子測(cè)試應(yīng)用及研發(fā)的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn),，根據(jù)邏輯分析儀和示波器的測(cè)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(cè)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(kāi),。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(wàn)到數(shù)十萬(wàn)人民幣不等,，一般用戶(hù)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(guò)2萬(wàn)元人民幣經(jīng)濟(jì)性?xún)r(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(wèn)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(lái),?；谟?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(cè)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(chēng)混合信號(hào)測(cè)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(cè)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(shuō)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(cè)量功能,，可以測(cè)量上升/下降時(shí)間、頻率和過(guò)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(cè)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(xiàn)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(cè)量環(huán)境,。
現(xiàn)在的市場(chǎng)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(jiàn)圖1）,，那么你不難選擇出最能夠滿(mǎn)足你測(cè)量要求的示波器,。
MSO是一個(gè)混合測(cè)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(chē)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(jiǎn)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(cè)試方案,，例如示波器與邏輯分析儀，或者示波器與串行總線(xiàn)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(hù)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(lái)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,。