Oszilloskop und Logikanalysator basierend auf Mikrocontrollersystem

Update: 6. August 2023

"Das Mixed-Signal-Oszilloskop (MSO) ist zu einem Schweizer Taschenmesser für alle „Ingenieurs“ geworden. Warum braucht jemand einen zusätzlichen Logikanalysator? Inzwischen liegen die Preise für MSOs mit Abtastraten im GHz-Bereich und 8 oder mehr digitalen Leitungen deutlich unter 3,000 US-Dollar, manche sogar unter 1,000 US-Dollar. Daher haben viele Leute in der Elektronikindustrie angekündigt, Logikanalysatoren als eigenständiges Gerät abzuschaffen.

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Das Mixed-Signal-Oszilloskop (MSO) ist zu einem Schweizer Taschenmesser für alle „Ingenieurs“ geworden. Warum braucht jemand einen zusätzlichen Logikanalysator? Inzwischen liegen die Preise für MSOs mit Abtastraten im GHz-Bereich und 8 oder mehr digitalen Leitungen deutlich unter 3,000 US-Dollar, manche sogar unter 1,000 US-Dollar. Daher haben viele Leute in der Elektronikindustrie angekündigt, Logikanalysatoren als eigenständiges Gerät abzuschaffen.

Heute ist es nicht verwunderlich, dass Mixed-Signal-Oszilloskope in den meisten Labors der Elektrotechnik zu finden sind. Sie sind vielseitig, preisgünstig und zu einem unverzichtbaren Werkzeug für jeden Ingenieur geworden, der elektronische Systeme testet, debuggt oder verifiziert. Tatsächlich ist dies möglicherweise das einzige Instrument, das die meisten Elektronikingenieure verwenden müssen, oder es wird 90% ihrer Laborzeit verwendet. Daher ist es ratsam, einen Teil des anfänglichen Engineering- oder Testlaborbudgets für MSO auszugeben. Aber bedeutet das, dass ein Logikanalysator (LA) nicht mehr benötigt wird?

Oszilloskop und Logikanalysator

Digitale Oszilloskope und Logikanalysatoren basieren auf der Abtastung Technologie. Der gemessene Wert des Signals (normalerweise Spannung) wird von einem Hochgeschwindigkeits-Analog-zu-Digital-Gerät in einen digitalen Wert umgewandelt Konverter (ADC) und im Speicher in einem festen Zeitintervall gespeichert, das durch die Abtastuhr des Instruments definiert wird.

Stellen Sie sich einen Logikanalysator wie ein Oszilloskop mit einer vertikalen Auflösung von 1 Bit auf allen Kanälen vor. Es zeigt das Signal als logischer (binärer) Wert an, je nachdem, ob die gemessene Spannung höher oder niedriger als ein konventioneller Spannungspegel ist, der als „Schwellenwert“ bezeichnet wird. Dies ist der erste grundlegende Unterschied zwischen einem Oszilloskop und einem Logikanalysator.

Ein weiterer grundlegender Unterschied zwischen einem Oszilloskop und einem Logikanalysator besteht in der Art und Weise, wie der abgetastete Wert angezeigt wird. In der gebräuchlichsten Betriebsart ist ein Oszilloskop im Wesentlichen ein Gerät, das ein Ereignisfenster einer bestimmten Länge (definiert durch seinen Gesamtspeicher) wiederholt erfassen und einen Teil seiner Anzeige auf dem Gerät aktualisieren kann Bildschirm. Viele Oszilloskope simulieren „Persistenz“, indem sie mehrere erfasste Fenster übereinanderlegen Display und Modulieren der Intensität von Bildschirmpixeln.

Der Logikanalysator wird hauptsächlich für die Einzelerfassung (ohne überlappende kontinuierliche Erfassung) verwendet und analysiert die Abfolge von Ereignissen, die manchmal 100 digitale Signale vor und nach dem Triggerereignis überschreiten.

Das Aufkommen von Mikrocontroller-basierten Systemen erforderte die Entwicklung von Werkzeugen wie Logikanalysatoren. Zuerst müssen Sie sich den digitalen Bus ansehen, also benötigen Sie zwei oder mehr Kanäle. Zweitens müssen Sie den Arbeitsmodus der Logik anzeigen Schaltung in Form von Binärwerten, d. h. dem Signal, das während des Abtastvorgangs der Schaltung gesehen wird. Im Laufe der Zeit haben sich Logikanalysatoren zu „reinen“ Instrumenten entwickelt, die einige analoge Messungen durchführen können, z.

„Echtzeit“, wirklich?

Es ist sehr verbreitet, dass die Echtzeit-Anzeigefunktion der Hauptunterschied zwischen einem Oszilloskop und einem Logikanalysator ist. Tatsächlich kann die automatische Anzeigeaktualisierung Benutzer fälschlicherweise glauben machen, dass sie die Daten so sehen, wie sie angezeigt werden. Allerdings ist die Bildwiederholfrequenz des Oszilloskop-Displays nicht so schnell, wie das Auge tatsächlich sieht. In den meisten Fällen wird der Logikanalysator (LA) verwendet, indem zuerst die Daten erfasst und dann analysiert werden. Die Wiederholungstriggerfunktion des Logikanalysators kann die Anzeige auch basierend auf wiederkehrenden Triggerereignissen aktualisieren. Tatsächlich unterscheiden sich die Anzeige und Präsentation von Daten in digitalen Oszilloskopen und LA, aber im Grunde arbeiten diese beiden Tools durch Abtasten des Signals und Speichern der Abtastwerte im Speicher.

MSO = Oszilloskop + Logikanalysator?

Naja, hauptsächlich. Mixed-Signal-Oszilloskope haben analoge Kanäle (normalerweise 2 bis 4) und digitale Kanäle (normalerweise 8 bis 16). Auf diesen beiden Kanaltypen werden die Daten mit der maximalen Abtastrate des MSO (normalerweise 1 GHz) abgetastet. Der Abtasttakt wird normalerweise intern vom MSO erzeugt. Mit anderen Worten, die für die Abtastung verwendete Referenzzeitbasis bezieht sich nicht auf die Daten. Dies ist die sogenannte „Timing-Analyse“. Für digitale Kanäle wird die vertikale Signalauflösung des Logikanalysators natürlich auf 1 Bit reduziert.

MSO kann bestimmte Funktionen ausführen, die traditionell LA vorbehalten sind:

Das Mixed-Signal-Oszilloskop (MSO) ist zu einem Schweizer Taschenmesser für alle „Ingenieurs“ geworden. Warum braucht jemand einen zusätzlichen Logikanalysator? Inzwischen liegen die Preise für MSOs mit Abtastraten im GHz-Bereich und 8 oder mehr digitalen Leitungen deutlich unter 3,000 US-Dollar, manche sogar unter 1,000 US-Dollar. Daher haben viele Leute in der Elektronikindustrie angekündigt, Logikanalysatoren als eigenständiges Gerät abzuschaffen.

Heute ist es nicht verwunderlich, dass Mixed-Signal-Oszilloskope in den meisten Labors der Elektrotechnik zu finden sind. Sie sind vielseitig, preisgünstig und zu einem unverzichtbaren Werkzeug für jeden Ingenieur geworden, der elektronische Systeme testet, debuggt oder verifiziert. Tatsächlich ist dies möglicherweise das einzige Instrument, das die meisten Elektronikingenieure verwenden müssen, oder es wird 90% ihrer Laborzeit verwendet. Daher ist es ratsam, einen Teil des anfänglichen Engineering- oder Testlaborbudgets für MSO auszugeben. Aber bedeutet das, dass ein Logikanalysator (LA) nicht mehr benötigt wird?

Oszilloskop und Logikanalysator

Digitale Oszilloskope und Logikanalysatoren basieren auf der Sampling-Technologie. Der gemessene Wert des Signals (normalerweise Spannung) wird durch einen Hochgeschwindigkeits-Analog-Digital-Wandler (ADC) in einen digitalen Wert umgewandelt und in einem festen Zeitintervall, das durch den Abtasttakt des Instruments definiert wird, im Speicher gespeichert.

Stellen Sie sich einen Logikanalysator wie ein Oszilloskop mit einer vertikalen Auflösung von 1 Bit auf allen Kanälen vor. Es zeigt das Signal als logischer (binärer) Wert an, je nachdem, ob die gemessene Spannung höher oder niedriger als ein konventioneller Spannungspegel ist, der als „Schwellenwert“ bezeichnet wird. Dies ist der erste grundlegende Unterschied zwischen einem Oszilloskop und einem Logikanalysator.

Ein weiterer grundlegender Unterschied zwischen einem Oszilloskop und einem Logikanalysator ist die Art und Weise, wie der abgetastete Wert angezeigt wird. In der gängigsten Betriebsart ist ein Oszilloskop im Wesentlichen ein Gerät, das ein Ereignisfenster einer bestimmten Länge (definiert durch seinen Gesamtspeicher) wiederholt erfassen und einen Teil seiner Anzeige auf dem Bildschirm auffrischen kann. Viele Oszilloskope simulieren „Persistenz“, indem sie mehrere erfasste Fenster auf dem Display überlagern und die Intensität der Bildschirmpixel modulieren.

Der Logikanalysator wird hauptsächlich für die Einzelerfassung (ohne überlappende kontinuierliche Erfassung) verwendet und analysiert die Abfolge von Ereignissen, die manchmal 100 digitale Signale vor und nach dem Triggerereignis überschreiten.

Das Aufkommen von Mikrocontroller-basierten Systemen erforderte die Entwicklung von Werkzeugen wie Logikanalysatoren. Zuerst müssen Sie sich den digitalen Bus ansehen, also benötigen Sie zwei oder mehr Kanäle. Zweitens ist es notwendig, den Arbeitsmodus der Logikschaltung in Form eines Binärwerts anzuzeigen, dh des Signals, das während des Abtastereignisses der Schaltung gesehen wird. Im Laufe der Zeit haben sich Logikanalysatoren zu „reinen“ Instrumenten entwickelt, die einige analoge Messungen durchführen können, z.

„Echtzeit“, wirklich?

Es ist sehr verbreitet, dass die Echtzeit-Anzeigefunktion der Hauptunterschied zwischen einem Oszilloskop und einem Logikanalysator ist. Tatsächlich kann die automatische Anzeigeaktualisierung Benutzer fälschlicherweise glauben machen, dass sie die Daten so sehen, wie sie angezeigt werden. Allerdings ist die Bildwiederholfrequenz des Oszilloskop-Displays nicht so schnell, wie das Auge tatsächlich sieht. In den meisten Fällen wird der Logikanalysator (LA) verwendet, indem zuerst die Daten erfasst und dann analysiert werden. Die Wiederholungstriggerfunktion des Logikanalysators kann die Anzeige auch basierend auf wiederkehrenden Triggerereignissen aktualisieren. Tatsächlich unterscheiden sich die Anzeige und Präsentation von Daten in digitalen Oszilloskopen und LA, aber im Grunde arbeiten diese beiden Tools durch Abtasten des Signals und Speichern der Abtastwerte im Speicher.

MSO = Oszilloskop + Logikanalysator?

Naja, hauptsächlich. Mixed-Signal-Oszilloskope haben analoge Kanäle (normalerweise 2 bis 4) und digitale Kanäle (normalerweise 8 bis 16). Auf diesen beiden Kanaltypen werden die Daten mit der maximalen Abtastrate des MSO (normalerweise 1 GHz) abgetastet. Der Abtasttakt wird normalerweise intern vom MSO erzeugt. Mit anderen Worten, die für die Abtastung verwendete Referenzzeitbasis bezieht sich nicht auf die Daten. Dies ist die sogenannte „Timing-Analyse“. Für digitale Kanäle wird die vertikale Signalauflösung des Logikanalysators natürlich auf 1 Bit reduziert.

MSO kann bestimmte Funktionen ausführen, die traditionell LA vorbehalten sind: