逻辑分析仪的基本原理逻辑分析仪/虚拟逻辑分析仪

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一、波形数字化

上示的电路等效图为讯号输入逻辑分析仪的第一个步骤，逻辑分析仪会利用比较电路将输入讯号数字化，比较器的参考电压则可透过软件来设定。由波形示意图中，可以更了解输入讯号及数字化的讯号的相关性。

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二、波形采集

逻辑分析仪会将转换后的数字讯号，依取样率将数字讯号存入内存中，再经由PC将内存的波形读回，并显示在PC的画面上。

三、触发电路

逻辑分析仪主要是靠触发讯号来决定采集的范围。逻辑分析仪或是示波器都有同样的特性，他们都有一个触发电路来记录触发参数，而且这个电路会根据触发参数来监测输入的讯号，一旦输入的讯号符合触发设定的参数时，触发电路就会送出触发讯号，触发讯号送出后逻辑分析仪会开始采集讯号并记录，直到缓冲区内存填满为止。所以如果没有触发电路时，就很难采集想要讯号，毕竟逻辑分析仪的缓冲区内存是有限的。也因此拥有越强大的触发功能就越容易采集想要的讯号。LA2000P就拥有多样性的触发功能。

下面就逻辑分析仪的触发电路，用简易的示意图来说明该电路的运作方式，让使用者更了解逻辑分析仪的触发设定的意义及重要性。

四、触发光标与内存的关系

许多人对逻辑分析仪最不能理解的地方，就是触发光标与内存之间的关系。虽然逻辑分析仪的每个通道都有很长的记忆深度，但是使用者必须善用触发光标及触发参数，以利采集真正想要的波形。所谓记忆深度也就是每个信道所能记忆的总长度，所以以128K记忆深度的逻辑分析仪来说，就是逻辑分析仪可以取样128K次就会将内存填满，一旦填满后逻辑分析仪就会停下来，并将采集的数据(波形)送至PC，交由PC来显示波形。假设取样率(Sample Rate) 设成100MHz，也就是说逻辑分析仪会以每10ns采集一笔数据，那以128K的记忆深度来计算，就代表可以采集128K x 10ns = 131072 x 10ns ≈ 1.31ms。因此将触发光标移至内存的最前端时，逻辑分析仪采集到的讯号，就是触发点(所谓触发点就是被采集的讯号符合触发参数的那一点，那一点的位置也就是在触发光标的位置)之后的1.31ms数据。在另一个情况下，触发光标如果移至内存的正中间时，逻辑分析仪所采集的数据就是触发点之前655us及触发点之后的655us。当触发光标如果不是在内存的最前面时会有一种特殊情形，这种特殊情形就是许多使用者经常问到的问题。有时候我们需要观看的讯号内容是触发点之前的讯号，因此我们必需将触发光标移至内存的中间部份，至于靠内存前端或是后端则依据个人需求。如果要观看触发点之前的讯号多一点，就将触发光标往内存后端移一点，反之则往前端移。只要触发光标在内存的中间位置，就可同时看到触发点之前及之后的讯号。当然触发点之后的讯号一定可以正确的被显示，但是触发点之前的讯号就会根据触发设定而改变。改变触发点之前的采集方式设定就预先采集(Pre-Trigger)。当没有使用预先采集时(内定值)，且触发光标又在内存的中间部份，我们就这个情况用一个实际的例子来解释：

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假设一个具有

128K

记忆深度的逻辑分析仪，我们将光标移至内存的正中间，我们使用

100MHz

的采集频率。因此我们采集到的讯号应该是触发点之前的

655us

及触发点之后的

655us

。但是当我们按下采集数据的按钮时，如果触发讯号在大于

655us

之后才出现的话，那我们就可以完整的看到触发点之前的讯号显示在屏幕上。相反的，假设触发讯号在按下采集数据钮

50us

之后就出现的话，就代表我们最多只能看到触发点之前

50us

的讯号被显示在屏幕上，而在这

50us

之前的

605us

并不会有任何讯号，但是触发点之后的

655us

讯号还是会被正常采集及显示。所以前端的这

605us

的讯号根本不是我们想要的讯号，为了避免错误判断，我们可以启动预先采集的功能。预先采集功能就是逻辑分析仪一定会将触发光标之前的内存填满之后，才会将触发电路启用。因此在触发光标之前被填入的讯号是不受到触发电路监控，也就是说在触发光标上的触发点之前可能会有另一个或多个触发点出现，在触发光标上的触发点就不一定是按下采集数据按钮之后的第一个触发讯号。但是这样可以确保触发光标之前的讯号都是正确的讯号。这样做当然有力也有弊，当然要根据使用者的需求自行选择不同的模式

(

通常示波器都是使用预先采集模式

)

。

可是并不是每一个逻辑分析仪型号都具备有预先采集功能，所以接下来我们来介绍如果没有预先采集功能时，我们怎样解决这个问题呢?

当我们使用没有预先采集功能的机种或是有预先采集功能机种但是关闭该功能时，有以下几个方案可以解决上述问题。第一个方案是(继续引用上述例子)，我们已知触发光标之前有655us，所以在按下采集数据钮后的655us之内不要将有符合触发参数的讯号送至逻辑分析仪，这样逻辑分析仪就会先将触发光标之前的内存填满。第二个方案是，将触发参数复杂化，将触发参数复杂化可以避免触发讯号的出现频率，这样就可尽量避开这个问题。第三个方案是，Pass Count的设定。所谓Pass Count就是忽略符合触发参数的触发讯号的次数。通常讯号分为两种，一种是重复讯号，另一种是非重复讯号。当然在非重复的情况下，触发讯号并不会经常出现，也因此比较不会出现上述的问题。但是重复讯号则会不断的重复出现触发讯号，所以我们可以利用这个特性来加以解决。假设重复讯号的触发讯号会每50us送出一次，我们只要将Pass Count的值设成14，因为忽略14次的触发讯号为14 x 50us = 700us，这个时间刚好可以填满触发光标前端的内存。因此只要利用这个公式就可以轻易计算出要多少次的Pass Count就可以解决这个问题。

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五、传输界面与内存的关系

基于PC的高性能逻辑分析仪，有二次开发
系列型号(USB口) 基本缓存	采样速率	通道	最大存储	实测带宽	触发门限电压	条件跟踪触发级数	实时逻辑示波显示及时实状态显示	全套价格
LA16032/32K	100MHz	16	32K(max)	30MHz	-3 ~ +3V	1级0\1\x	时序显示及状态	1480元
LA16128/128K	200MHz	16	128K(max)	70MHz	-6 ~ +6V	1 级0\1\x	无时序显示及状态	2900元
LA2124A/128K	160MHz	24	128K(max)	40MHz	-1 ~ +3V	1级0\1\x	时序显示及状态	3900元
L100VT/32K	100MHz	24	32K(max)	30MHz	0~+3V	1级0\1\x	时序显示及状态	3800元
LAP-16128U	200MHz	16	256k(max)	75MHz	-6~ +6	1级0\1\x	时序显示及状态	3800元
LAP-32128U	200MHz	32	128k(max)	75MHz	-6~ +6	1级0\1\x	时序显示及状态	9600元
LA1034	500MHz	34	64K(max)	100MHz	-6~ +6	16 级0\1\x	时序显示及状态	4900元
DSO25216/128K	250MHz	18	128K(max)	80MHz	-6.5~ +6.5	1 级0\1\x	时序显示及状态	6900元
L200/128K	200MHz	24	128K(max)	80MHz	-2.5 ~ +4.1	4级0\1\x	时序显示及状态	5600元
L400/512K	400MHz	24	1M(max)	100MHz	-2.5 ~ +4.1	4级0\1\x	时序显示及状态	7600元
L800/1M	800MHz	24	2M(max)	120MHz	-5 ~ +5.0	4级0\1\x	时序显示及状态	11000元
PG32200K/256K	200MHz	32	256K(max)	100MHz	0 ~~ +3V	带图形发生	时序显示及状态	4900元
PG32200M/1M	200MHz	32	1M(max)	100MHz	0 ~~ +3V	带图形发生	时序显示及状态	6900元
PG32400/512K	400MHz	32	512K(max)	200MHz	0 ~~ +3V	带图形发生	时序显示及状态	9800元
PG32400/2M	400MHz	32	2M(max)	200MHz	0 ~~ +3V	带图形发生	时序显示及状态	14800元
LA2132/256K (有三种型号:) LA2132K2/256K LA2132K8/256K LA2132K512/245K	250MHz	32	256K(max)	125MHz	-3.7~+1.9V	K2：2级触发 K8：8级触发 K512：512级触发	K8、K512带RS232，I2C 分析	3900元 K2型号 9800元 K8型号 14800元 K512型号
LA2132M/1M (有三种型号:) LA2132M2/1M LA2132M8/1M LA2132M512/1M	500MHz	32	1M(max)	125MHz LVDS下 200MHz	-3.7~+1.9V	M2：2级触发 M8：8级触发 M512：512级触发	M8、M512带RS232，I2C 分析	6900元 M2型号 12800元 M8型号 16800元 M512型号
LA2132/4M (有三种型号:) LA2132G2/4M LA2132G8/4M LA2132G512/4M	1GHz	32	4M(max)	125MHz LVDS下 200MHz	-3.7~+1.9V	G2：2级触发 G8：8级触发 G512：512级触发	G8、G512带RS232，I2C 分析	9980元 G2型号 14800元 G8型号 19800元 G512型号
LA2132P/512K	200MHz	32	可选8M	75MHz	-7.2 ~ +6.8	16级0\1\x	时序显示及状态	26800元
LA2164P/512K	200MHz	64	可选8M	75MHz	-7.2 ~ +6.8	16级0\1\x	时序显示及状态	37800元
LA5240/32K	200MHz	40	64K	75MHz	-6.5~ +6.5	16 级0\1\x	时序显示及状态	16800元
LA5280/32K	200MHZ	80	64K	75MHz	-6.5~ +6.5	16级0\1\x	时序显示及状态	26800元
LA5540/256K	500MHz	40	512K	100MHz	-6.5~ +6.5	16级0\1\x	时序显示及状态	26800元
LA5580/256K	500MHz	80	512K	100MHz	-6.5~ +6.5	16级0\1\x	时序显示及状态	37800元
LA55160/256K	500MHz	160	512K	100MHz	-6.5~ +6.5	16级0\1\x	时序显示及状态	68000元

通常只有

PC-based

的仪器才需要

与仪器间的传输界面。

PC-based

的逻辑分析仪一般会有

ISA

、

PCI

、

Printer Port

以及

USB

等等传输界面。然而这些传输界面在

Windows

的环境下都无法连续稳定的传输，也因此逻辑分析仪并不能利用传输界面来运用

上的庞大内存。所以每台逻辑分析仪都会有他自己的内存，这些内存都必须是高速的内存，以因应逻辑分析仪的高速采集功能。在这情况下传输界面只是用来下指令给逻辑分析仪以及从逻辑分析仪取回采集到的讯号数据。换句话说，传输界面的速度并不会影响逻辑分析仪的采集速度，因为逻辑分析仪采集讯号时是用他自己内部的内存，等内存填满后，再由

读回并显示

在屏幕上。但是逻辑分析仪的内存很大时，传输界面的速度就变得比较重要。因为传输量较大时，配合较慢的传输界面会让人较难很受，所以选择较大内存的逻辑分析仪时，可以选择速度较快的传输界面。

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