邏輯分析儀數字信號的特點

隨著大規模集成電路和微型計算機的發展，現代數字系統已微機化。微機的引入,一方面使系統的能力大為提高,能完成許多復雜的任務；另一方面,傳統的檢測設備已不能有效地檢測和分析數字系統,特別是微機系統。這是因為數字系統的數據傳輸是按空間分布多碼位的方式進行的，這些碼位組成一定格式的數據。傳輸的數據流是以離散時間為自變量的數據字，而不是以連續時間為自變量的波形。因而在模擬信號分析中的諸如信號幅度等重要參數，在數字信號分析中并不那么重要。后者重點在于考察信號高于或低于某一門限電平值，以及這些數字信號與系統時間之間的相對關系。

一、數字信號的特點

數字信號一般為多路。一個字符、一個數據、一組信息及一條指令由按一定編碼規則的多位數據組成。因此，同時傳遞數字信息要有多根線，這就形成了總線，多個器件都同樣“掛”在總線上，依靠一定的時序節拍脈沖同部其工作情況。數字信號按時序傳遞。數字信號的傳遞方式。數字信號的傳遞方式可以有串行和并行兩種。并行傳遞方式是以硬設備換取速度，串行傳遞方式實質上是以時間換取硬設備。在遠距離的數據傳輸中，一般采用串行傳遞方式。數字信號的非周期性。數字信號頻率范圍寬。數字信號為脈沖信號。

數字系統的失常，多數是屬于信號數據流的錯誤。就其分析方法而言，數字系統的分析應當列為數據分析范圍，而邏輯分析儀就是數據分析儀的典型代表。

二、邏輯分析儀的主要特點

邏輯分析儀的作用是利用便于觀察的形式顯示出數字系統的運行情況，對數字系統進行分析和故障判斷。其主要特點如下：

有足夠多的輸入通道具有多種靈活的觸發方式，確保對被觀察的數據流準確定位(對軟件而言可以跟蹤系統運行中的任意程序段，對硬件而言可以檢測并顯示系統中存在的毛刺干擾)。具有記憶功能，可以觀測單次及非周期性數據信息，并可診斷隨機性故障。具有延遲能力，用以分析故障產生的原因。具有限定功能，實現對欲獲取的數據進行挑選，并刪除無關數據。具有多種顯示方式，可用字符、助記符、匯變語言顯示程序，用二進制、八進制、十進制、十六進制等顯示數據，用定時圖顯示信息之間的時序關系。具有驅動時域儀器的能力，以便復顯待測信號的真實波形及有利于故障定位。具有可靠的毛刺檢測能力。三、邏輯分析儀分類

邏輯分析儀分為兩大類：邏輯狀態分析儀(LogicStateAnalyzer,簡稱LSA)和邏輯定時分析儀(LogicTimingAnalyzer)。這兩類分析儀的基本結構是相似的，主要區別表現在顯示方式和定時方式上。

邏輯狀態分析儀用字符0、1或助記符顯示被檢測的邏輯狀態，顯示直觀，可以從大量數碼中迅速發現錯碼，便于進行功能分析。邏輯狀態分析儀用來對系統進行實時狀態分析，檢查在系統時鐘作用下總線上的信息狀態。它的內部沒有時鐘發生器，用被測系統時鐘來控制記錄，與被測系統同步工作，主要用來分析數字析統的軟件，是跟蹤、調試程序、分析軟件故障的有力工具。邏輯定時分析儀用來考察兩個系統時鐘之間的數字信號的傳輸情況和時間關系，它的內部裝有時鐘發生器。在內時鐘控制下記錄數據，與被測系統異步工作，主要用于數字設備硬件的分析、調試和維修。四、邏輯分析儀的工作原理

邏輯分析儀的工作過程就是數據采集、存儲、觸發、顯示的過程，由于它采用數字存儲技術，可將數據采集工作和顯示工作分開進行，也可同時進行，必要時，對存儲的數據可以反復進行顯示，以利于對問題的分析和研究。

將被測系統接入邏輯分析儀，使用邏輯分析儀的探頭(邏輯分析儀的探頭是將若干個探極集中起來，其觸針細小，以便于探測高密度集成電路)監測被測系統的數據流，形成并行數據送至比較器，數入信號在比較器中與外部設定的門限電平進行比較，大于門限電平值的信號在相應的線上輸出高電平，反之輸出低電平時對輸入波形進行整形。經比較整形后的信號送至采樣器，在時鐘脈沖控制下進行采樣。被采樣的信號按順序存儲在存儲器中。采樣信息以“先進先出”的原則組織在存儲器中，得到顯示命令后，按照先后順序逐一讀出信息，按設定的顯示方式進行被測量的顯示。

五、邏輯分析儀的顯示形式

邏輯分析儀將被測數據信號用數字形式寫入存儲器后，可以根據需要通過控制電路將內存中的全部或部分數據穩定的顯示在屏幕上。通常有以下幾種顯示方式。

1、定時顯示

定時顯示是以邏輯電平表示的波形圖的形式將存儲器中的內容顯示在屏幕上，顯示的是一串經過整形后類似方波的波形，高電平代表“1”，低電平代表“0”。由于顯示的波形不是實際波形，所以也稱“偽波形”。

2、狀態表顯示

狀態表顯示是以各種數值如二進制、八進制、十進制、十六進制的形式將存儲器中內容顯示在屏幕上。

3、圖解顯示

圖解顯示是將屏幕的X方向作為時間軸，將Y方向作為數據軸進行顯示的一種方式。將欲顯示的數字量通過D/A變換器轉變成模擬量，將此模擬量按照存儲器中取出的數字量的先后順序顯示在屏幕上形成一個圖像的點陣。

4、映像顯示

映像顯示是將存儲器中的全部內容以點圖形式一次顯示出來。它將每個存儲器字分為高位和低位兩部分，分別經X，Y方向D/A變換器變換為模擬量，送入顯示器的X與Y通道，則每個存儲器字點亮屏幕上的一個點.

六、邏輯筆的介紹

常用邏輯筆對簡單的數字電路，如分立元件、中小規模集成電路、簡單的數字設備或復雜設備的部件來進行測試。邏輯筆主要用于指明某一端點的邏輯狀態。一般邏輯筆頂端有兩只指示燈，以不同的顏色對應不同的邏輯電平，通常紅燈指示高電平“1”，綠燈表示低電平“0”。

邏輯筆還有記憶功能，當測試某點為高電平時，紅燈點亮，此時即使將邏輯筆離開測試點，該燈仍繼續亮，以便記錄被測狀態。當不需要記錄此狀態時，可以扳動邏輯筆上的存儲開關使其復位。

邏輯筆還可提供選通脈沖，在邏輯筆的腰部設有兩個插孔(分別是正、負脈沖的輸出)，取其中一個脈沖信號接至被測電路的某選通點上，邏輯筆隨著選通脈沖的加入而作出響應。