Was ist ein Logikanalysator?
Ein Logikanalysator ist ein Analysator für digitale Signale und ein Messgerät, dessen Hauptzweck darin besteht, die Funktionsweise digitaler Schaltungen zu überprüfen.
Als Gerät zur Analyse von Signalen wird er manchmal mit einem Oszilloskop verglichen, das hauptsächlich für die Analyse von analogen Signalen verwendet wird.
Anwendungen von Logikanalysatoren
Logikanalysatoren sind unverzichtbare Werkzeuge für die Überprüfung und Fehlersuche bei digitalen Schaltungen und werden in der Produktentwicklung und -herstellung eingesetzt.
Bei mehreren Signaleingängen werden die analogen Merkmale nicht gemessen, sondern vor der Verarbeitung anhand von Schwellenwerten in 0s und 1s umgewandelt. Da die Signale als digitale Daten behandelt werden, werden sie in digitalen Schaltungen verwendet für
- Fehlersuche und Überprüfung des Systembetriebs
- Gleichzeitige Verfolgung und Korrelation mehrerer digitaler Signale
- Erkennung von Timing-Verletzungen und Transienten auf Bussen
- Verfolgung der Ausführung von eingebetteter Software
Funktionsweise des Logikanalysators
Eine Sonde wird an der Messstelle des zu prüfenden Systems (SUT: System under test) platziert und die Signale werden in den Logik-Analysatoren eingegeben. Die erfassten Signale werden zunächst in einen Komparator eingegeben.
Der Komparator vergleicht das Signal mit einer vom Benutzer willkürlich eingestellten Schwellenspannung (Schwellenwert), und wenn es höher oder niedriger als die Schwellenspannung ist, wird das Signal als 1 oder 0 an die nachfolgende Stufe weitergegeben. Mit anderen Worten: Nachdem das Signal den Komparator durchlaufen hat, wird es als digitales Signal behandelt.
Der Ausgang des Komparators wird als digitales Signal ausgegeben, das den Takt- und Triggerbedingungen entspricht. Der Takt kann je nach Anwendung entweder der interne Abtasttakt des Logikanalysators oder ein externer Takt vom SUT sein.
Ersteres dient dazu, Zeitinformationen zwischen den einzelnen Signalen zu erhalten, letzteres, um den Zustand zu ermitteln. Triggerbedingungen können für verschiedene Elemente festgelegt werden, wie z. B. bestimmte logische Muster, Zählungen einer beliebigen Anzahl von Ereignissen und Ereignisdauern.
Es ist wichtig, den geeigneten Schwellenwert auf der Grundlage des Signalpegels der zu prüfenden Schaltung festzulegen und die geeigneten Takt- und Triggerbedingungen für die zu erhaltenden Informationen einzustellen.
Verwendung des Logikanalysators
Schließen Sie die Sonde an das SUT an und legen Sie Namen für die einzelnen Eingangssignale fest. Bei der Messung mehrerer Signale, z. B. von Bussen, ist es einfacher, die Messergebnisse zu beobachten, wenn sie gruppiert und registriert werden.
Bestimmen Sie dann die Zeit für die Abtastung des Signals. Je höher die Abtasttaktfrequenz, desto detaillierter kann die Signalmessung sein. Andererseits ist die Menge der Daten, die erfasst werden können, konstant, so dass der zu beobachtende Zeitbereich kleiner wird. Das Signalabtastintervall lässt sich anhand der folgenden Formel berechnen.
Abtastintervall (sec) = 1/Frequenz (Hz)
Schließlich gibt es noch die Einstellung der Triggerbedingung. Mit der Einstellung der Triggerbedingung können Sie nicht nur die Messung starten, sondern auch festlegen, wie der Bildschirm angezeigt werden soll, wenn ein Trigger auftritt. Für die Bildschirmanzeige können Sie festlegen, ob die Messung nach einem Trigger angehalten werden soll oder ob die Messergebnisse bei jedem Trigger aktualisiert werden sollen.
Weitere Informationen zu Logikanalysatoren
1. Unterschiede zwischen Logik-Analysatoren und Oszilloskopen
Während Oszilloskope analoge Merkmale wie z. B. Signalverläufe beobachten können, verarbeiten Logikanalysatoren digitale Daten (Informationen) von Signalen.
Oszilloskope liefern eine größere Menge an Informationen aus einem einzigen Signal, können aber nur etwa vier Signale (vier Kanäle) gleichzeitig beobachten, während sich Logikanalysatoren durch ihre Fähigkeit auszeichnen, eine große Anzahl von Eingangssignalen gleichzeitig zu verarbeiten.
2. Zu beachtende Punkte bei der Anwendung eines Logikanalysators
Bei der Verwendung eines Logikanalysators sind einige Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, die man kennen sollte, um Fehlfunktionen des Prüflings oder des Logikanalysators zu vermeiden und korrekte Messergebnisse zu erhalten.
Vergewissern Sie sich, dass der SUT ausgeschaltet ist
Beim Anschluss einer Sonde an den SUT besteht die Gefahr eines Kontakts zwischen dem Messpunkt und seiner Umgebung über die Sonde; wenn der SUT unter Spannung steht, kann in diesem Moment ein großer Strom fließen und einen Fehler verursachen. Achten Sie daher immer darauf, dass der Prüfling nach dem Anschließen der Sonden unter Spannung steht.
Auswahl der richtigen Sonde für die Anwendung
Zu den Tastköpfen gehören Flying-Lead-Tastköpfe, bei denen für jedes zu messende Signal ein separater Leiter angeschlossen wird, Steckertastköpfe, die an einen speziellen Anschluss des Logikanalysators angeschlossen werden, und steckerlose Tastköpfe, die direkt an die Grundfläche der Leiterplatte angeschlossen werden. Wählen Sie die Sonde entsprechend der Anwendung aus.
Stellen Sie die Messbedingungen entsprechend der Anwendung ein
Stellen Sie den Abtasttakt und die Aufzeichnungszeit entsprechend der Änderungsfrequenz des zu messenden Signals und des Messbereichs ein. Wählen Sie je nach Leistung des Logikanalysators die Einstellungen und das Modell, um korrekte Messergebnisse auf der Grundlage der Auflösung und der Speicherkapazität zu erhalten.