Осциллограф и логический анализатор на базе микроконтроллерной системы.

Обновление: 6 августа 2023 г.

Осциллограф смешанных сигналов (MSO) стал всеобщим «инженерным» швейцарским армейским ножом. Зачем кому-то нужен дополнительный логический анализатор? Сейчас цена MSO с частотой дискретизации в диапазоне ГГц и 8 или более цифровыми линиями значительно ниже 3,000 долларов США, а на некоторые даже меньше 1,000 долларов США. Поэтому многие люди в электронной промышленности объявили об отказе от логических анализаторов в качестве автономных устройств.

Осциллограф смешанных сигналов (MSO) стал всеобщим «инженерным» швейцарским армейским ножом. Зачем кому-то нужен дополнительный логический анализатор? Сейчас цена MSO с частотой дискретизации в диапазоне ГГц и 8 или более цифровыми линиями значительно ниже 3,000 долларов США, а на некоторые даже меньше 1,000 долларов США. Поэтому многие люди в электронной промышленности объявили об отказе от логических анализаторов в качестве автономных устройств.

Сегодня неудивительно, что осциллографы смешанных сигналов можно найти в большинстве лабораторий электронной техники. Они универсальны, по разумной цене и стали незаменимым инструментом для любого инженера, который тестирует, отлаживает или проверяет электронные системы. Фактически, это может быть единственный прибор, который придется использовать большинству инженеров-электронщиков, или он может использоваться 90% их лабораторного времени. Поэтому разумно потратить часть первоначального бюджета инженерной или испытательной лаборатории на MSO. Но означает ли это, что логический анализатор (ЛА) больше не нужен?

Осциллограф и логический анализатор

Цифровые осциллографы и логические анализаторы основаны на дискретизации. technology. Измеренное значение сигнала (обычно напряжение) преобразуется в цифровое значение высокоскоростным аналого-цифровым Преобразователь (АЦП) и хранятся в памяти через фиксированный интервал времени, определяемый тактовой частотой дискретизации прибора.

Логический анализатор можно рассматривать как осциллограф с разрешением 1 бит по вертикали на всех каналах. Он отображает сигнал в виде логического (двоичного) значения в зависимости от того, выше или ниже измеренное напряжение, чем обычный уровень напряжения, называемый «порогом». Это первое принципиальное отличие осциллографа от логического анализатора.

Еще одно основное различие между осциллографом и логическим анализатором заключается в способе отображения дискретного значения. В наиболее распространенном режиме работы осциллограф представляет собой устройство, которое может многократно захватывать окно событий заданной длины (определяемой его общей памятью) и обновлять часть своего отображения на экране. экран. Многие осциллографы имитируют «постоянство» путем наложения нескольких захваченных окон на дисплей и модулирование яркости пикселей экрана.

Логический анализатор в основном используется для однократного захвата (без перекрывающегося непрерывного захвата) и анализирует последовательность событий, которая иногда превышает 100 цифровых сигналов до и после события запуска.

Появление систем на основе микроконтроллеров потребовало создания таких инструментов, как логические анализаторы. Во-первых, вам нужно посмотреть на цифровую шину, поэтому вам нужно два или более каналов. Во-вторых, вам нужно просмотреть режим работы логики. схема в виде двоичных значений, то есть сигнал, наблюдаемый во время дискретизации схемы. Со временем логические анализаторы превратились в «чистые» инструменты, которые могут выполнять некоторые аналоговые измерения, такие как проверка пороговых уровней, обнаружение сбоев и проверка соответствия сигнала определенным стандартам ввода и вывода.

«В реальном времени», правда?

Очень часто можно услышать, что функция отображения в реальном времени является основным отличием осциллографа от логического анализатора. Фактически, автоматическое обновление дисплея может заставить пользователей ошибочно полагать, что они будут видеть данные в том виде, в каком они появляются. Однако частота обновления дисплея осциллографа не такая высокая, как на самом деле. В большинстве случаев используется логический анализатор (LA), который сначала собирает данные, а затем анализирует их. Функция повторного запуска логического анализатора также может обновлять дисплей на основе повторяющихся событий запуска. Действительно, отображение и представление данных в цифровых осциллографах и LA различаются, но, по сути, эти два инструмента работают путем выборки сигнала и сохранения этих выборок в памяти.

МСО = осциллограф + логический анализатор?

Ну в основном. Осциллографы смешанных сигналов имеют аналоговые каналы (обычно от 2 до 4) и цифровые каналы (обычно от 8 до 16). На этих двух типах каналов данные дискретизируются с максимальной частотой дискретизации MSO (обычно 1 ГГц). Тактовая частота дискретизации обычно генерируется внутри MSO. Другими словами, базовая временная база, используемая для выборки, не связана с данными. Это так называемый «временной анализ». Конечно, для цифровых каналов разрешение логического анализатора сигнала по вертикали уменьшается до 1 бита.

MSO может выполнять определенные функции, традиционно закрепленные за Лос-Анджелесом:

Осциллограф смешанных сигналов (MSO) стал всеобщим «инженерным» швейцарским армейским ножом. Зачем кому-то нужен дополнительный логический анализатор? Сейчас цена MSO с частотой дискретизации в диапазоне ГГц и 8 или более цифровыми линиями значительно ниже 3,000 долларов США, а на некоторые даже меньше 1,000 долларов США. Поэтому многие люди в электронной промышленности объявили об отказе от логических анализаторов в качестве автономных устройств.

Сегодня неудивительно, что осциллографы смешанных сигналов можно найти в большинстве лабораторий электронной техники. Они универсальны, по разумной цене и стали незаменимым инструментом для любого инженера, который тестирует, отлаживает или проверяет электронные системы. Фактически, это может быть единственный прибор, который придется использовать большинству инженеров-электронщиков, или он может использоваться 90% их лабораторного времени. Поэтому разумно потратить часть первоначального бюджета инженерной или испытательной лаборатории на MSO. Но означает ли это, что логический анализатор (ЛА) больше не нужен?

Осциллограф и логический анализатор

Цифровые осциллографы и логические анализаторы основаны на технологии дискретизации. Измеренное значение сигнала (обычно напряжение) преобразуется в цифровое значение с помощью высокоскоростного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и сохраняется в памяти с фиксированным интервалом времени, определяемым тактовой частотой дискретизации прибора.

Логический анализатор можно рассматривать как осциллограф с разрешением 1 бит по вертикали на всех каналах. Он отображает сигнал в виде логического (двоичного) значения в зависимости от того, выше или ниже измеренное напряжение, чем обычный уровень напряжения, называемый «порогом». Это первое принципиальное отличие осциллографа от логического анализатора.

Еще одно основное различие между осциллографом и логическим анализатором - это способ отображения значения выборки. В наиболее распространенном режиме работы осциллограф - это, по сути, устройство, которое может многократно захватывать окно событий заданной длины (определяемой его общей памятью) и обновлять часть его отображения на экране. Многие осциллографы имитируют «постоянство», накладывая на дисплей несколько захваченных окон и модулируя интенсивность пикселей экрана.

Логический анализатор в основном используется для однократного захвата (без перекрывающегося непрерывного захвата) и анализирует последовательность событий, которая иногда превышает 100 цифровых сигналов до и после события запуска.

Появление систем на основе микроконтроллеров потребовало создания таких инструментов, как логические анализаторы. Во-первых, вам нужно посмотреть на цифровую шину, поэтому вам нужно два или более каналов. Во-вторых, необходимо просмотреть рабочий режим логической схемы в виде двоичного значения, то есть сигнала, наблюдаемого во время события выборки схемы. Со временем логические анализаторы превратились в «чистые» инструменты, которые могут выполнять некоторые аналоговые измерения, такие как проверка пороговых уровней, обнаружение сбоев и проверка соответствия сигнала определенным стандартам ввода и вывода.

«В реальном времени», правда?

Очень часто можно услышать, что функция отображения в реальном времени является основным отличием осциллографа от логического анализатора. Фактически, автоматическое обновление дисплея может заставить пользователей ошибочно полагать, что они будут видеть данные в том виде, в каком они появляются. Однако частота обновления дисплея осциллографа не такая высокая, как на самом деле. В большинстве случаев используется логический анализатор (LA), который сначала собирает данные, а затем анализирует их. Функция повторного запуска логического анализатора также может обновлять дисплей на основе повторяющихся событий запуска. Действительно, отображение и представление данных в цифровых осциллографах и LA различаются, но, по сути, эти два инструмента работают путем выборки сигнала и сохранения этих выборок в памяти.

МСО = осциллограф + логический анализатор?

Ну в основном. Осциллографы смешанных сигналов имеют аналоговые каналы (обычно от 2 до 4) и цифровые каналы (обычно от 8 до 16). На этих двух типах каналов данные дискретизируются с максимальной частотой дискретизации MSO (обычно 1 ГГц). Тактовая частота дискретизации обычно генерируется внутри MSO. Другими словами, базовая временная база, используемая для выборки, не связана с данными. Это так называемый «временной анализ». Конечно, для цифровых каналов разрешение логического анализатора сигнала по вертикали уменьшается до 1 бита.

MSO может выполнять определенные функции, традиционно закрепленные за Лос-Анджелесом: