Oscilloscope et analyseur logique basés sur un système de microcontrôleur

Mise à jour : 6 août 2023

"L'oscilloscope à signaux mixtes (MSO) est devenu le couteau suisse de l'« ingénierie » de tous. Pourquoi quelqu'un a-t-il besoin d'un analyseur logique supplémentaire ? Aujourd'hui, le prix des MSO avec des taux d'échantillonnage de l'ordre du GHz et 8 lignes numériques ou plus est bien inférieur à 3,000 1,000 USD, et certains sont même inférieurs à XNUMX XNUMX USD. Par conséquent, de nombreuses personnes dans l'industrie électronique ont annoncé l'élimination des analyseurs logiques en tant qu'appareil autonome.

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L'oscilloscope à signaux mixtes (MSO) est devenu le couteau suisse de l'« ingénierie » de tous. Pourquoi quelqu'un a-t-il besoin d'un analyseur logique supplémentaire ? Aujourd'hui, le prix des MSO avec des taux d'échantillonnage de l'ordre du GHz et 8 lignes numériques ou plus est bien inférieur à 3,000 1,000 USD, et certains sont même inférieurs à XNUMX XNUMX USD. Par conséquent, de nombreuses personnes dans l'industrie électronique ont annoncé l'élimination des analyseurs logiques en tant qu'appareil autonome.

Aujourd'hui, il n'est pas surprenant que l'on trouve des oscilloscopes à signaux mixtes dans la plupart des laboratoires d'ingénierie électronique. Ils sont polyvalents, à un prix raisonnable et sont devenus un outil essentiel pour tout ingénieur qui teste, débogue ou vérifie des systèmes électroniques. En fait, c'est peut-être le seul instrument que la plupart des ingénieurs en électronique devront utiliser, ou il peut être utilisé 90 % de leur temps de laboratoire. Par conséquent, il est sage de consacrer une partie du budget initial d'ingénierie ou de laboratoire de test à MSO. Mais cela signifie-t-il qu'un analyseur logique (LA) n'est plus nécessaire ?

Oscilloscope et analyseur logique

Les oscilloscopes numériques et les analyseurs logiques sont basés sur l'échantillonnage sans souci. La valeur mesurée du signal (généralement Tension) est converti en une valeur numérique par un convertisseur analogique-numérique à grande vitesse convertisseur (ADC) et stockées dans la mémoire à un intervalle de temps fixe défini par l'horloge d'échantillonnage de l'instrument.

Considérez un analyseur logique comme un oscilloscope avec une résolution verticale de 1 bit sur tous les canaux. Il affiche le signal sous forme de valeur logique (binaire) selon que la tension mesurée est supérieure ou inférieure à un niveau de tension conventionnel appelé « seuil ». C'est la première différence fondamentale entre un oscilloscope et un analyseur logique.

Une autre différence fondamentale entre un oscilloscope et un analyseur logique est la façon dont la valeur échantillonnée est affichée. Dans le mode de fonctionnement le plus courant, un oscilloscope est essentiellement un appareil capable de capturer de manière répétée une fenêtre d'événements d'une longueur donnée (définie par sa mémoire totale) et de rafraîchir une partie de son affichage sur le pour écran. De nombreux oscilloscopes simulent la « persistance » en superposant plusieurs fenêtres capturées sur le l’affichage et moduler l'intensité des pixels de l'écran.

L'analyseur logique est principalement utilisé pour la capture unique (sans chevauchement de capture continue), et analyse la séquence d'événements qui dépassent parfois 100 signaux numériques avant et après l'événement déclencheur.

L'avènement des systèmes basés sur des microcontrôleurs a nécessité la création d'outils tels que des analyseurs logiques. Tout d'abord, vous devez regarder le bus numérique, vous avez donc besoin de deux canaux ou plus. Deuxièmement, vous devez afficher le mode de fonctionnement de la logique circuit sous forme de valeurs binaires, c'est-à-dire le signal vu lors de l'événement d'échantillonnage du circuit. Au fil du temps, les analyseurs logiques sont devenus des instruments « purs » capables d'effectuer certaines mesures analogiques, telles que la vérification des niveaux de seuil, la détection de parasites et la vérification si le signal répond à certaines normes d'entrée et de sortie.

« Temps réel », vraiment ?

Il est très courant d'entendre que la fonction d'affichage en temps réel est la principale différence entre un oscilloscope et un analyseur logique. En fait, l'actualisation automatique de l'affichage peut faire croire à tort aux utilisateurs qu'ils verront les données telles qu'elles apparaissent. Cependant, le taux de rafraîchissement de l'affichage de l'oscilloscope n'est pas aussi rapide que ce que l'œil voit réellement. Dans la plupart des cas, l'analyseur logique (LA) est utilisé en capturant d'abord les données, puis en les analysant. La fonction de déclenchement répété de l'analyseur logique peut également actualiser l'affichage en fonction d'événements de déclenchement récurrents. En effet, l'affichage et la présentation des données dans les oscilloscopes numériques et LA sont différents, mais fondamentalement parlant, ces deux outils fonctionnent en échantillonnant le signal et en stockant les échantillons en mémoire.

MSO = oscilloscope + analyseur logique ?

Eh bien, principalement. Les oscilloscopes à signaux mixtes ont des canaux analogiques (généralement 2 à 4) et des canaux numériques (généralement 8 à 16). Sur ces deux types de canaux, les données sont échantillonnées à la fréquence d'échantillonnage maximale du MSO (généralement 1 GHz). L'horloge d'échantillonnage est généralement générée en interne par le MSO. En d'autres termes, la base de temps de référence utilisée pour l'échantillonnage n'est pas liée aux données. C'est ce qu'on appelle « l'analyse temporelle ». Bien entendu, pour les canaux numériques, la résolution verticale du signal de l'analyseur logique est réduite à 1 bit.

MSO peut remplir certaines fonctions traditionnellement réservées à LA :

L'oscilloscope à signaux mixtes (MSO) est devenu le couteau suisse de l'« ingénierie » de tous. Pourquoi quelqu'un a-t-il besoin d'un analyseur logique supplémentaire ? Aujourd'hui, le prix des MSO avec des taux d'échantillonnage de l'ordre du GHz et 8 lignes numériques ou plus est bien inférieur à 3,000 1,000 USD, et certains sont même inférieurs à XNUMX XNUMX USD. Par conséquent, de nombreuses personnes dans l'industrie électronique ont annoncé l'élimination des analyseurs logiques en tant qu'appareil autonome.

Aujourd'hui, il n'est pas surprenant que l'on trouve des oscilloscopes à signaux mixtes dans la plupart des laboratoires d'ingénierie électronique. Ils sont polyvalents, à un prix raisonnable et sont devenus un outil essentiel pour tout ingénieur qui teste, débogue ou vérifie des systèmes électroniques. En fait, c'est peut-être le seul instrument que la plupart des ingénieurs en électronique devront utiliser, ou il peut être utilisé 90 % de leur temps de laboratoire. Par conséquent, il est sage de consacrer une partie du budget initial d'ingénierie ou de laboratoire de test à MSO. Mais cela signifie-t-il qu'un analyseur logique (LA) n'est plus nécessaire ?

Oscilloscope et analyseur logique

Les oscilloscopes numériques et les analyseurs logiques sont basés sur la technologie d'échantillonnage. La valeur mesurée du signal (généralement la tension) est convertie en une valeur numérique par un convertisseur analogique-numérique (ADC) à grande vitesse et stockée dans la mémoire à un intervalle de temps fixe défini par l'horloge d'échantillonnage de l'instrument.

Considérez un analyseur logique comme un oscilloscope avec une résolution verticale de 1 bit sur tous les canaux. Il affiche le signal sous forme de valeur logique (binaire) selon que la tension mesurée est supérieure ou inférieure à un niveau de tension conventionnel appelé « seuil ». C'est la première différence fondamentale entre un oscilloscope et un analyseur logique.

Une autre différence fondamentale entre un oscilloscope et un analyseur logique est la façon dont la valeur échantillonnée est affichée. Dans le mode de fonctionnement le plus courant, un oscilloscope est essentiellement un appareil qui peut capturer à plusieurs reprises une fenêtre d'événement d'une longueur donnée (définie par sa mémoire totale) et rafraîchir une partie de son affichage à l'écran. De nombreux oscilloscopes simulent la « persistance » en superposant plusieurs fenêtres capturées sur l'écran et en modulant l'intensité des pixels de l'écran.

L'analyseur logique est principalement utilisé pour la capture unique (sans chevauchement de capture continue), et analyse la séquence d'événements qui dépassent parfois 100 signaux numériques avant et après l'événement déclencheur.

L'avènement des systèmes basés sur des microcontrôleurs a nécessité la création d'outils tels que des analyseurs logiques. Tout d'abord, vous devez regarder le bus numérique, vous avez donc besoin de deux canaux ou plus. Deuxièmement, il est nécessaire de visualiser le mode de fonctionnement du circuit logique sous forme de valeur binaire, c'est-à-dire le signal vu lors de l'événement d'échantillonnage du circuit. Au fil du temps, les analyseurs logiques sont devenus des instruments « purs » capables d'effectuer certaines mesures analogiques, telles que la vérification des niveaux de seuil, la détection de parasites et la vérification si le signal répond à certaines normes d'entrée et de sortie.

« Temps réel », vraiment ?

Il est très courant d'entendre que la fonction d'affichage en temps réel est la principale différence entre un oscilloscope et un analyseur logique. En fait, l'actualisation automatique de l'affichage peut faire croire à tort aux utilisateurs qu'ils verront les données telles qu'elles apparaissent. Cependant, le taux de rafraîchissement de l'affichage de l'oscilloscope n'est pas aussi rapide que ce que l'œil voit réellement. Dans la plupart des cas, l'analyseur logique (LA) est utilisé en capturant d'abord les données, puis en les analysant. La fonction de déclenchement répété de l'analyseur logique peut également actualiser l'affichage en fonction d'événements de déclenchement récurrents. En effet, l'affichage et la présentation des données dans les oscilloscopes numériques et LA sont différents, mais fondamentalement parlant, ces deux outils fonctionnent en échantillonnant le signal et en stockant les échantillons en mémoire.

MSO = oscilloscope + analyseur logique ?

Eh bien, principalement. Les oscilloscopes à signaux mixtes ont des canaux analogiques (généralement 2 à 4) et des canaux numériques (généralement 8 à 16). Sur ces deux types de canaux, les données sont échantillonnées à la fréquence d'échantillonnage maximale du MSO (généralement 1 GHz). L'horloge d'échantillonnage est généralement générée en interne par le MSO. En d'autres termes, la base de temps de référence utilisée pour l'échantillonnage n'est pas liée aux données. C'est ce qu'on appelle « l'analyse temporelle ». Bien entendu, pour les canaux numériques, la résolution verticale du signal de l'analyseur logique est réduite à 1 bit.

MSO peut remplir certaines fonctions traditionnellement réservées à LA :