作者丨鼎陽(yáng)科技 唐滿麗

引言

隨著電子產(chǎn)品速度和復(fù)雜度不斷提升，其設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)和調(diào)試的難度也隨之增加。

為了保證產(chǎn)品可靠運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員必須進(jìn)行全面檢驗(yàn)，尤其是在嵌入式電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，面臨著許多新技術(shù)的挑戰(zhàn)。例如更多的總線應(yīng)用、更高速的時(shí)鐘和數(shù)字信號(hào)、集成度更高的PCB設(shè)計(jì)等，在面對(duì)這樣的設(shè)計(jì)工作時(shí)，工程師需要使用相應(yīng)的測(cè)試工具來(lái)完成比以往更為復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)。

1、邏輯分析儀

邏輯分析儀能夠按照一定的時(shí)間間隔將數(shù)字信號(hào)的邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)換為可視化的波形或數(shù)據(jù)流，用于監(jiān)測(cè)和分析數(shù)字電路中的信號(hào)。

通常，邏輯分析儀只顯示兩種電壓，即邏輯1和0，因此在設(shè)定門(mén)限后，邏輯分析儀會(huì)通過(guò)比較器對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行判定，若信號(hào)高于門(mén)限，則視為High，即邏輯1；若低于參考電壓，則視為L(zhǎng)ow，即邏輯0，在High與Low之間形成數(shù)字波形。

邏輯分析儀能夠同時(shí)捕獲多個(gè)信號(hào)的邏輯狀態(tài)，可用于驗(yàn)證電路功能、分析時(shí)序關(guān)系、檢測(cè)潛在問(wèn)題，幫助設(shè)計(jì)人員確定和排除電路故障。

2、混合信號(hào)示波器

為了深入了解系統(tǒng)的整體工作特性，工程師需要同時(shí)分析模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)，甚至包括總線信號(hào)，如此才能找出引起系統(tǒng)故障的原因并掌握信號(hào)和指令的時(shí)序以及邏輯關(guān)系。

傳統(tǒng)的示波器顯然無(wú)法滿足這一需求，只有帶有數(shù)字邏輯通道的示波器才能完成此類工作，混合信號(hào)示波器(MSO)應(yīng)運(yùn)而生。

混合信號(hào)示波器其實(shí)是專門(mén)針對(duì)當(dāng)今技術(shù)中流行的嵌入式混合信號(hào)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。比如汽車(chē)電子系統(tǒng)通常包含數(shù)字控制的模擬馬達(dá)控制器和傳感器，過(guò)去人們常常使用傳統(tǒng)示波器來(lái)分析這類系統(tǒng)，但是示波器往往缺乏足夠的觸發(fā)能力和輸入通道，因此人們不得不使用邏輯分析儀，而混合信號(hào)示波器（MSO）則能夠解決這一問(wèn)題。

混合信號(hào)示波器（MSO）的優(yōu)勢(shì)在于增加了8~32個(gè)數(shù)字通道，提供了相對(duì)模擬通道獨(dú)立的采樣和存儲(chǔ)系統(tǒng)。數(shù)字通道不能提供類似于模擬通道那樣的信號(hào)分析和顯示能力，一般只有1 bit ADC，也就是說(shuō)需要針對(duì)被測(cè)信號(hào)設(shè)定門(mén)限?；旌闲盘?hào)示波器（MSO）可以同時(shí)測(cè)試多路信號(hào)，其次多路信號(hào)在總線上與時(shí)間相關(guān)，可以利用總線數(shù)據(jù)的特征作為觸發(fā)條件，捕獲數(shù)據(jù)指令產(chǎn)生前的系統(tǒng)狀態(tài)以及數(shù)據(jù)發(fā)出后的變化情況，有利于工程師做系統(tǒng)級(jí)的分析和調(diào)試。

混合信號(hào)示波器（MSO）還有個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)——使用方式更加簡(jiǎn)單容易。

設(shè)計(jì)和測(cè)試工程師往往不愿意使用邏輯分析儀的一大原因就是掌握邏輯分析儀的使用方法要耗費(fèi)大量時(shí)間，在進(jìn)行特定測(cè)量時(shí)，邏輯分析儀的設(shè)置步驟比示波器要復(fù)雜得多，而且先進(jìn)的測(cè)量功能對(duì)于MCU、FPGA和DSP的設(shè)計(jì)調(diào)試也過(guò)于復(fù)雜，相比之下，混合信號(hào)示波器（MSO）的使用方法與傳統(tǒng)示波器（研發(fā)環(huán)境中最常用的測(cè)試儀器）相同，上手快，對(duì)待用戶比較友好。

3、MSO能替代邏輯分析儀嗎？

根據(jù)以上介紹再回到文章標(biāo)題，可以得出結(jié)論：混合信號(hào)示波器（MSO）不能完全替代邏輯分析儀。

第一，混合信號(hào)示波器（MSO）數(shù)字通道數(shù)量是有限的，而邏輯分析儀可以通過(guò)模塊化堆疊甚至機(jī)箱擴(kuò)展提供上千路數(shù)字通道，能夠針對(duì)復(fù)雜的并行總線系統(tǒng)如高速存儲(chǔ)總線 DDR4/5 進(jìn)行全方位的調(diào)試分析。

第二，邏輯分析儀支持的數(shù)字觸發(fā)類型、協(xié)議種類、顯示形式往往會(huì)更豐富。