逻辑分析仪与示波器的比较

在电子测试领域，示波器是最早的测试设备，起源于雷达扫描原理，对信号波形的采集和再现，源于传统的模拟信号和模拟电路的测试基础。随着数字技术发展，对数字信号测试越来越重要，最早的数字信号测试，往往借着于示波器，后来出现了定时分析仪和状态分析仪，从定时和状态的角度分析和测试多路数字信号。由于当时的定时分析仪和状态分析仪价格昂贵，两者在市场上的概念很好，但影响不大，测试范围很窄。随着数字测试技术发展，融合数字定时和状态分析的逻辑分析仪应用而生。从诞生开始，逻辑分析仪往往给人三种印象：①价格昂贵，操作麻烦；②对使用者的要求较高；③与示波器功能大同小异，只是多增加了通道和部分时序功能。实质上现在逻辑分析仪和示波器既在融合，也在测试原理上发生了较大的差异；再加上IT技术发展，基于计算机接口技术和处理技术的采集式虚拟逻辑分析仪出现，逻辑分析仪已逐渐在降低成本，走入普通研究室，逻辑分析仪和示波器一样已逐渐成为基本的测试工具。

 

逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器，最主要作用在于时序判定。由于逻辑分析仪不像示波器那样有许多电压等级，通常只显示两个电压（逻辑1和0），因此设定了参考电压后，逻辑分析仪将被测信号通过比较器进行判定，高于参考电压者为High,低于参考电压者为Low，在High与Low之间形成数字波形。例如：一个待测信号使用200MHz采样率的逻辑分析仪，当参考电压设定为1.5V时，在测量时逻辑分析仪就会平均每5ns采取一个点，超过1.5V者为High(逻辑1)，低于1.5V者为Low（逻辑0），而后的逻辑1和0可连接成一个简单波形，工程师便可在此连续波形中找出异常错误（bug）之处。整体而言，逻辑分析仪测量被测信号时，并不会显示出电压值，只是High跟Low的差别；如果要测量电压就一定需要使用示波器。除了电压值的显示不同外，逻辑分析仪与示波器的另一个差别在于通道数量。一般的示波器只有2个通道或4个通道，而逻辑分析仪可以拥有从16个通道、32个通道、64个通道和上百个通道数不等，因此逻辑分析仪具备同时进行多通道测试的优势。

表1逻辑分析仪与示波器的比较

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独立式（或单机型）逻辑分析仪和需结合电脑的PC-based卡式虚拟逻辑分析仪。独立式逻辑分析仪是将所有的测试软件、运算管理元件以及整合在一台仪器之中；卡式虚拟逻辑分析仪则需要搭配电脑一起使用，显示屏也与主机分开。就整体规格而言，独立式逻辑分析仪已发展到相当高标准的产品，例如采样率可达8GHz、通道数可扩充到300个通道以上，存储深度相对也高，独立式逻辑分析仪以往价格昂贵，从几万到数十万人民币不等，一般用户很少用得起。最近台湾OItek科技有限公司推出的OLA2032BTM独立台式EasyDebugTM逻辑分析仪，不超过2万元人民币经济性价格让每个工程师都用得起。尤其在数字电路教学中，改变了以往老师为了降低成本使用虚拟逻辑分析仪进而产生的不直观、麻烦等问题，在同一个价格上，我们可以把台式独立逻辑分析仪很轻松地拎起来。基于计算机接口的卡式虚拟逻辑分析仪，以较小的成本提供了相应的性能，但是卡式虚拟逻辑分析仪也有很大缺点，它需要配备电脑才能使用，尤其数字测试中，工程师往往会陷入一堆PCB板中，采用旋转按钮的仪器要比在屏幕上移动鼠标更加方便。技术的发展也逐渐把示波器和逻辑分析仪的功能融合在一起，成为混合式的仪器（MSO），也称混合信号测试仪器。逻辑分析仪与示波器比较如下，这样我们就会知道什么情况下用逻辑分析仪或示波器了。