簡介

　　當前電子產品的復雜性正隨著數字電路和串行總線越來越多而提高，確定最優測試設備的邊界正變得模糊。工程師正在處理“混合信號”設計，其中包含模擬技術和數字技術的重要組合。

　　設計人員日益希望可以在一臺儀器中實現模擬域和數字域時間相關的設備。傳統上，混合信號分析使用獨立式示波器和邏輯分析儀完成，這種解決方案需要兩臺設備，因此并不實用，很難獲得最佳效果。模擬波形和數字波形相關的需求導致了混合信號示波器的研制。

　　示波器、混合信號示波器和邏輯分析儀之間有許多類似之處和差別。為了更好地了解這些儀器怎樣滿足各自的應用需求，我們有必要更詳細地考察一下其各自的功能。

　　數字示波器

　　數字示波器是世界各地電子工程師使用的首選工具。設計人員對其操作方式滿懷信心，并信任其測量結果。示波器的高采樣速率和帶寬使其能夠捕獲感興趣信號的高分辨率視圖。示波器為顯示和測量各類電信號的模擬特點提供了理想的解決方案。示波器一般有兩條或四條輸入通道，可以對少量的模擬信號、數字信號和串行信號實現時間相關。

　　數字示波器應用

　　數字示波器應用廣泛，包括：測量信號幅度和時序參數；測量信號邊沿和電壓，評估時序余量；測量電流；檢測瞬態問題，如毛刺、欠幅脈沖、亞穩定跳變信號；檢定信號完整性。

　　邏輯分析儀

　　邏輯分析儀為檢驗和調試復雜的數字電路提供了理想的工具。邏輯分析儀和示波器之間最明顯的差異是通道數量。邏輯分析儀的通道數量在34條到幾百條、甚至幾千條之間，而典型示波器只有2～4條通道。

　　一個更本質的差別是邏輯分析儀采集信號的方式不同于示波器。示波器一般使用8位模數轉換器（ADC）對信號采樣，在示波器顯示屏上真實地復現信號及其所有細微的模擬特點。邏輯分析儀則只是把輸入信號與用戶自定義門限進行比較。如果信號大于門限，那么把它視為邏輯1；如果信號低于門限，那么把它視為邏輯0。由于采集方法具有本質差別，因此同一個脈沖會以不同的方式顯示，如圖3所示。

　　示波器和邏輯分析儀之間的另一個差別是觸發。示波器提供了以分離異常模擬特點（毛刺、欠幅脈沖、轉換速率等）為重點的基本觸發模式以及基本數字條件，如建立時間/保持時間違規或在兩條或四條輸入通道上定義的一個邏輯碼型。邏輯分析儀則提供了廣泛的邏輯資源，如各種字比較器、計數器和定時器，用戶可以定義復雜的多狀態IF-THEN-ELSE型觸發，在復雜的系統環境中分離問題。邏輯分析儀還擁有全面的一系列微處理器支持套件。這些套件一般會提供硬件單元和軟件單元。硬件與前端的微處理器總線建立物理連接，軟件則把采集反匯編成可讀的軟件執行。

　　邏輯分析儀的另一個優勢是它能夠在一臺儀器上監測與時間相關多條系統總線。例如，設計人員可能想追蹤前端總線的軟件執行情況，同時讀寫存儲器。邏輯分析儀的擴展能力使其成為要求廣泛的查看能力、高級觸發和軟件分析的復雜應用的理想選擇。

　　邏輯分析儀應用

　　邏輯分析儀應用的應用包括：廣泛的多通道檢驗數字系統操作；需要高級多狀態觸發，分離問題；追蹤軟件執行；系統時序驗證；系統余量測試；高速存儲器應用。

　　帶有示波器模塊的邏輯分析儀

　　為提供真正的混合信號解決方案，業內率先進行的嘗試是為邏輯分析儀創建數字示波器模塊。這些模塊直接插入邏輯分析儀中，提供示波器功能。示波器的采集與邏輯分析儀顯示屏上的數字通道實現時間相關。

　　但是，這些示波器模塊有自己的局限性。由于它們是邏輯分析儀的一部分，因此其主要是單次采集設備，而不同于實時操作的獨立式示波器。它們的成本很高，缺少獨立式示波器的性能，沒有提供熟悉的示波器用戶界面。最后，由于它們集成到邏輯分析儀中，因此不適合示波器完成日常調試任務的一般用途。

　　帶有示波器模塊的邏輯分析儀應用

　　應用領域包括：模擬和數字混合設計；模數轉換器、數模轉換器；測量數字信號質量；模擬事件和數字事件時間相關；系統開機特點。

　　邏輯分析儀與臺式示波器一起使用

　　幾乎在每個工程設計實驗室中都能找到示波器，它們特別適合要求以高分辨率查看信號模擬特點的應用。在要求廣泛觀測系統總線活動的應用中，示波器通常未能提供足夠的通道數量，在這種情況下通常會使用邏輯分析儀。

　　在需要同時采集多條數字通道、獲得高分辨率模擬信號時，工程師該怎么做呢？當前復雜問題的混合信號特點通常要求設計人員同時查看模擬信號和數字信號，這要求同時使用示波器和邏輯分析儀。

　　使用兩臺儀器的這種解決方案的優勢之一是性能。隨著設計余量下降，信號的模擬特點正日益影響著設計的完整性。設計人員必需同時測量設計中高速數字信號和模擬信號的特點。PCI Express、HyperTransport和DDR等技術都帶來了測量挑戰。總線速度對集成示波器模塊的邏輯分析儀來說太快了。

　　但是，高性能臺式示波器為這些應用提供了理想選擇。在認識到設計人員需要把臺式示波器上采集的數據與邏輯分析儀上捕獲的數據關聯起來后，泰克研制出iView （集成式視圖）。

　　iView集成、并對臺式泰克示波器和邏輯分析儀的數據自動實現時間相關。示波器上采集的數據傳送到邏輯分析儀上，提供了時間相關顯示畫面。與前面討論的集成示波器的解決方案不同，iView可以結合使用任何泰克示波器與邏輯分析儀。這種兩臺儀器集成在一起的解決方案提供了邏輯分析儀和示波器的全部處理能力，其工作方式就像一臺儀器一樣。iView的優勢在于把儀器的性能和價格與相應的應用對應起來。