一文了解逻辑分析仪当中的高级参数

对于快速高效的调试，选择逻辑分析仪解决方案时，需要重点评估仪器各方面参数，逻辑分析仪在数字电路的前期设计、中期试验验证、后期生产抽查等阶段都是帮助工程师和生产人员的有力工具。针对不同的DUT测量，对逻辑分析仪的要求会有所不同，主要考虑因素有通道数、时间分辨率、阈值电压、采样率、内存深度等在选择逻辑分析仪时要谨慎考察其各项参数指标是否符合需求。

通道数

要对一个系统进行全面地逻辑分析，就应当把所有观测的信号全部引入逻辑分析仪当中，这样逻辑分析仪的通道数至少应当是DUT待测数据总线的数量（即字长），对于不同的测试要求可能还会需要引入控制总线数和时钟线数。很多厂家的主流产品的通道数可以高达百通道，但是价格也是不菲，因此现在市面上主流的产品是16~36通道的逻辑分析仪，虽然通道少但是很多厂家都支持仪器同步扩展。

时间分辨率

时间分辨率即采样率的倒数。时序图有助于检测间歇性的时序故障， 如毛刺。因为不稳定的脉冲幅度和宽度使得毛刺很难检测和捕获，逻辑分析仪的定时分辨率将决定其能够检测并显示故障的能力。越高的时间分辨率，越可能发现故障事件，从而才能进一步对问题进行分析。对于定时分析模式，时间分辨率越高，也就是采样率越大，采集捕捉的数据流细节越详细。在实际操作中，对于定时模式，一般将采样率设置为3~5倍的DUT数据速率以保证信号保真度和偶发事件的捕获。

阈值电压

区分高低电平的间隔。逻辑分析仪和单片机都是数字电路，它在读取外部信号的时候，多高电压识别成高电平，多高电压识别成低电平是有一定限制的。比如一款逻辑分析仪，阈值电压是：0.7~1.4V，那么当它采集外部的数字电路信号的时候，高于1.4V识别为高电平，低于0.7V识别为低电平。

采样率

每秒钟采集信号的次数。比如一个逻辑分析仪的最大采样率是100M，那么也就是说他一秒钟可以采集100M个样点，即每10ns采集一个样点，并且高于阈值电压的认定为高电平，低于阈值电压的认定为低电平。我们前边学UART通信的时候学过每一位都会读取16次，而逻辑分析仪的原理也是类似的，就是在超频读取。你信号是1M的频率，我用100M的采样率去采集，那么一个信号周期我就可以采集100次，最后用我们小学学过的描点法把采集到的样点连起来，就会还原出信号，当然100倍采样率的脉宽误差大概是百分之一。根据奈奎斯特定律来说，采样率必须是信号频率的2倍以上才能还原出信号，因为逻辑分析仪是数字系统，算法简单，所以最低也是4倍于信号的采样率才可以，一般选择10倍左右效果就比较好了。比如你的信号频率是10M，那么你的逻辑分析仪采样率最低也得是40M的采样率，最好能达到100M，提高精确度。

内存深度

我们刚才讲了采样率，那采集到的高电平或者低电平信号，我们要有一个存储器存储起来。比如我们用100M采样率，那么1秒就会产生100M个状态样点。一款逻辑分析仪能够存储多少个样点数，这是逻辑分析仪很重要的一个指标。如果我们的采样率很高，但是存储的数据量很少，那也没有多大意义，逻辑分析仪可以保存的最大样点数就是一款逻辑分析仪的存储深度。通常情况下，数据采集时间=内存深度/采样率。内存深度将影响逻辑分析仪对偶发故障检测的能力。内存深度和时间分辨率一样，决定了信号有多长“时间”和多少“细节”可以在一次捕获中体现出来。假设采样率保持不变，内存深度越大，那么采集“时间”也就越长。同样，加深内存允许更高的采样率，使信号更多的细节被抓获到，获取更多的样本以分析故障的成因。例如，意大利某品牌AT LA500逻辑分析仪在定时分析模式下可调最大采样率500M/s，内存深度时4M，那么时间分辨率就是2ns，当以逻辑分析仪最大采样率工作时，采集“时间”可达8ms。对于采集“时间”和时间分辨率在实际测量中要根据实际需要进行调整设置。

探头

在高速数字信号采集中，逻辑分析仪的探测方法扮演着重要的角色。关键是要提供最高保真度的探头探测信号方案。大多数逻辑分析仪探头都能实现这一基本要求。一些逻辑分析仪在做状态分析和定时分析时，需要不同的探头连接方式，这就是所谓的“双探测”，这种技术影响了信号本身，也影响了实际测量结果。例如，在同一个探测点连接两个探头会造成令人无法接受的负载，分别将两个探头连接在裸露的测试点，增加了损害探头以及误连接的风险。而且， 至少需要花两倍的时间去连接两个探头。一些逻辑分析仪能够同时进行状态和定时分析，这种方式加速了信号完整新分析和故障定位的速度，同时将探头对DUT的负载减至最小。在高性能数字系统中，测量信号最实际的方法是预留专门的测试点。一些专用的测试点都配有引脚，如排插等，以简化其与夹式探头和飞线的链接。