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探头在逻辑分析仪中的作用

作者:时间:2018-07-30来源:网络收藏

市场上厂家众多,大家在选择时会关注存储深度、采样率、协议解码等的对比,但往往容易忽略的选择,在这里跟大家好好分享下中起着什么重要作用。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201807/384378.htm

逻辑分析仪一般由四部分组成,,信号处理,数据采集,数据显示。如图 1所示:

图 1 便携式逻辑分析仪的硬件结构

探头的选择是的第一个环节。使用一个不合适的或者不良的探头则会影响测量结果。因此要确保探头对被测回路的影响最小。

用户在选择以及使用逻辑分析仪时,不仅要关注上位机软件的协议解码的功能,同时要注意以下几个方面。

1.1 测量线的形式

各厂商标配的测量线样式不一,长度大约都在20cm以上,有单端线,屏蔽线两种。

图 2 单端线和屏蔽线

单端线和屏蔽线对比

1.2 测量带宽

厂商会在使用说明书中给出带宽参数,如下图所示。逻辑分析的带宽暂时没有一个明确的定义:根据笔者的经验,该带宽值取决于异步采样率/2、同步采样率、探头带宽三者中的最小值。

不同厂商给出的带宽

注意:为了能够准确,建议选择带宽值为实际频率的2倍以上。

一段1英尺(约25.4cm)的单端测量线在不做匹配的情况下,测量10MHz以内的信号,引入的测量误差可以忽略,经过简单匹配后, 可以测量30M Hz以内的信号。

考虑到用户接线方便,国内逻辑分析仪LA2000A系列的采用了单端测量线,同时又对测量线和测主机进行了信号匹配,可测量高达80M Hz的TTL电平信号。

LAB7000系列的测量线采用屏蔽测量线,实际带宽高达670 MHz,高出测量带宽250M Hz的两倍。可确保信号准确无误地被采集。

1.3 振铃、线间串扰

逻辑分析仪的输入通道数通常有多个。当测量多根信号线时,由测量线引入的振铃、串扰不可忽视。如图 3所示,一个低频的方波信号,受到另外一个高速,高频的信号串扰。

图 3 明显的串扰波形

根据经验,在测试10M Hz以下的信号时,可以不必考虑单端测量线带来的干扰。

被测信号速率在30M~100M Hz,使用单端测量线时,可能会采集到异常信号。这时,应首先排除测量线带来的影响,选用屏蔽线进行测量。

当被测信号速率大于100MHz时,用户一定使用带屏蔽层的测量线,且将屏蔽层接到信号地。倘若屏蔽层没有接地,则和单端线一样,仍会受到其它信号的干扰,以及干扰其它的信号。

1.4 探头的耐用性

测量线由插头和线组成。常见的测量线是由杜邦头+ 26AWG 7芯镀锡线组成,杜邦头属于冲压件,金属簧片的柔韧性差,多次插拔之后容易出现松动,接触不良的现象。优点就是价格便宜,可以轻易获取。

图 4 杜邦线插头

LA2000A系列标配的测量线,插头由三层结构组成:绝缘塑料套,一体成型镀金铜套,两片高弹性镀金簧片。

图 5 ZLG定制2.54mm插头

镀金簧片可以有效与被测信号的排针形成面接触,且可以确保在多次插拔后保持一定的可靠性,避免接触不良。线材采用26AWG 号18芯镀银铜线组成,具有良好的电气性能。同时经过拉力测试、摇摆测试、弯折测试确保线材不易损坏和折断。



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