自1973年，第一臺(tái)針對數(shù)字系統(tǒng)多個(gè)信號之間邏輯關(guān)系及時(shí)間關(guān)系測試的儀器—邏輯分析儀（Logic Analyzer）在數(shù)據(jù)域測試儀器中嶄露頭角以來，用戶開始接受這種數(shù)據(jù)域測試儀器并作為最終解決數(shù)字電路測試的手段。

　　近年來，邏輯分析儀的基本趨向在計(jì)算機(jī)與儀器的不斷融合中尋求發(fā)展方向，依托不斷進(jìn)步的計(jì)算機(jī)技術(shù)，虛擬邏輯分析儀吸收融合了諸如邏輯筆、協(xié)議分析儀等眾多數(shù)字測量儀器的功能，使用Windows系統(tǒng)平臺(tái)，配以簡單易用的用戶界面，進(jìn)一步化簡了觸發(fā)的難題，構(gòu)建了特色的數(shù)字分析測量平臺(tái)。

　　什么是邏輯分析儀？

　　邏輯分析儀是一種類似于示波器的波形測試設(shè)備，它是用于監(jiān)測硬件電路工作時(shí)的邏輯電平，并加以存儲(chǔ)，用圖形的方式直觀地表達(dá)出來，便于用戶檢測、分析電路設(shè)計(jì)（硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)） 中的錯(cuò)誤。邏輯分析儀是設(shè)計(jì)特別是數(shù)字設(shè)計(jì)中不可缺少的設(shè)備，通過它，可以迅速地定位錯(cuò)誤，解決問題，達(dá)到事半功倍的效果。

　　相對于示波器，邏輯分析儀往往給人有以下的感覺：

　　1、操作復(fù)雜，對使用者的要求高；

　　2、與示波器功能差不多；

　　3、價(jià)格昂貴。

　　其實(shí)不然，邏輯分析儀在最近的幾年中隨著數(shù)字電路的廣泛使用發(fā)展迅速，已經(jīng)成為很多電子開發(fā)公司的必選設(shè)備之一。

　　邏輯分析儀的原理

　　邏輯分析儀的組成結(jié)構(gòu)如圖 2.1所示，它主要包括數(shù)據(jù)捕獲和數(shù)據(jù)顯示兩大部分。邏輯分析儀一般采用先進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并存儲(chǔ)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析顯示方式。

　　數(shù)據(jù)捕獲部分包括信號輸入、比較采樣、觸發(fā)控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和時(shí)鐘電路等。外部被測信號通過探頭送到信號輸入電路，在比較器中與設(shè)定的門限電壓進(jìn)行比較，大于門限電壓值的信號為高電平，反之為低電平。采樣電路在采樣時(shí)鐘（外時(shí)鐘或內(nèi)時(shí)鐘）控制下對信號進(jìn)行采樣，并將數(shù)據(jù)流送到觸發(fā)模塊中，產(chǎn)生觸發(fā)信號。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路在觸發(fā)信號的作用下進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制。數(shù)據(jù)捕獲完成后，由分析顯示電路將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)處理之后以適當(dāng)方式顯示出來。

　　圖 2.1 邏輯分析儀的原理結(jié)構(gòu)

　　大多數(shù)邏輯分析儀實(shí)際是由定時(shí)分析儀和狀態(tài)分析儀組成的。

　　定時(shí)分析：也稱為異步時(shí)序分析。在邏輯分析儀內(nèi)部高速采樣時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下，對輸入信號進(jìn)行異步數(shù)據(jù)采樣，采樣的數(shù)據(jù)用方波的形式進(jìn)行顯示。邏輯分析儀在內(nèi)部高速時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下對信號輸入進(jìn)行異步采樣，其測量結(jié)果用于分辨相關(guān)信號間的時(shí)序關(guān)系，例如建立時(shí)間、保持時(shí)間、協(xié)議應(yīng)答等。根據(jù)采樣定理，內(nèi)部采樣時(shí)鐘要高于被測信號最高頻率的3倍以上到正確的采樣數(shù)據(jù)，內(nèi)部采樣時(shí)鐘頻率越高，定時(shí)分辨率就越高，精確度也越高，時(shí)序關(guān)系就越精準(zhǔn)。廣州致遠(yuǎn)電子有限公司出品的LAB6000系列邏輯分析儀最高采樣頻率為5GHz，定時(shí)分辨率可以高達(dá)200ps。定時(shí)分析模式一般用于硬件系統(tǒng)的測試。

　　狀態(tài)分析：也稱為同步時(shí)序分析。在外部同步時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下，邏輯分析儀對輸入信號進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采樣，顯示的時(shí)候，用二進(jìn)制碼或配合軟件用映射圖或反匯編成助記符，由于采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)與被測信號數(shù)據(jù)流狀態(tài)完全一致，因此可以用于直接觀測程序的源代碼。狀態(tài)分析模式一般用于對系統(tǒng)軟件進(jìn)行測試。

　　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臺(tái)式邏輯分析儀和基于PC的虛擬邏輯分析儀。臺(tái)式邏輯分析儀是將所有的測試軟件、運(yùn)算管理元件以及顯示部分整合在一臺(tái)儀器之中；虛擬邏輯分析儀則需要搭配PC機(jī)一起使用，通過PC機(jī)來顯示最后結(jié)果。相比動(dòng)輒上十?dāng)?shù)萬元的臺(tái)式邏輯分析儀，虛擬邏輯分析儀具有價(jià)格便宜、性價(jià)比高、分析能力強(qiáng)、用戶界面友好、操作簡單、體積小巧等優(yōu)點(diǎn)。另外，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司出品的邏輯分析儀還把其他的數(shù)字測試設(shè)備的功能融合在一起，典型的有邏輯筆、頻率計(jì)、總線分析、協(xié)議分析等，使得邏輯分析儀在數(shù)字測試方面的功能更加強(qiáng)大。

　　示波器 VS 邏輯分析儀

　　在電子測試領(lǐng)域，示波器主要用于信號波形的采集和再現(xiàn)，主要用于對模擬信號和模擬電路的測試。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，往往借助于示波器，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。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。

　　一般用戶在示波器與邏輯分析儀之間作選擇時(shí)，多數(shù)的用戶都會(huì)選擇熟悉的示波器。然而，示波器在應(yīng)用層面上較偏向模擬信號的測量；邏輯分析儀在數(shù)字信號分析中能提供比示波器更多更強(qiáng)大的功能，更有助于用戶的開發(fā)，在數(shù)字信號充斥的時(shí)代，用戶們在進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)時(shí)所面對的訊號種類絕大部分也是以數(shù)字信號居多，在用戶開發(fā)產(chǎn)品的過程中示波器或許是必不可缺的儀器，但若有邏輯分析儀的幫助，則更能夠大大提高工作效率，節(jié)約用戶寶貴的時(shí)間。

　　邏輯分析儀是利用時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)從測試設(shè)備上采集和顯示數(shù)字信號的儀器，最主要作用在于數(shù)字電路的分析。

　　由于邏輯分析儀不像示波器具有許多電平等級，通常只顯示兩個(gè)值（邏輯“1”和“0”）。如圖 3.1所示設(shè)定了門限電壓后，邏輯分析儀將被測信號通過超高速比較器與門限電壓進(jìn)行比較，高于門限電壓為邏輯“1”，低于則為邏輯“0”。例如：一個(gè)待測信號使用500MHz采樣率的邏輯分析儀，當(dāng)參考電壓設(shè)定為1.7V時(shí)，在測量時(shí)邏輯分析儀就會(huì)平均每隔2ns（500MHz）采樣一個(gè)點(diǎn)，超過1.7V為“1”，低于則為“0”，把所有采樣得到的“1”和“0”按照時(shí)間關(guān)系連接成一個(gè)波形，用戶便可在此連續(xù)波形中找出異常之處。

　　圖 3.1 邏輯分析儀采樣