Máy phân tích logic là gì?

98

Máy phân tích logic là gì?

Máy phân tích logic là một công cụ để thu, hiển thị và đo nhiều tín hiệu điện tử đồng thời trong mạch kỹ thuật số. Máy phân tích logic có khả năng hiển thị mối quan hệ và thời gian giữa nhiều tín hiệu khác nhau trong hệ thống kỹ thuật số và thường có khả năng phân tích các giao thức truyền thông kỹ thuật số, chẳng hạn như I2C, SPI và Serial. Do đó, máy phân tích logic là công cụ tốt nhất để gỡ lỗi các mạch kỹ thuật số và hệ thống truyền thông kỹ thuật số.

Phát minh ra máy phân tích logic

Những năm 1960 chứng kiến ​​sự phát triển của mạch tích hợp (IC), điều đó có nghĩa là các mạch bắt đầu trở nên nhỏ hơn. Đổi lại, hàng nghìn – cuối cùng là hàng triệu – bóng bán dẫn có thể được đóng gói vào một con chip duy nhất để thực hiện các hoạt động logic kỹ thuật số phức tạp, tạo thành nền tảng cho hầu hết các bộ vi điều khiển, bộ vi xử lý và mảng cổng lập trình trường (FPGA) mà chúng ta biết ngày nay.

Khi số lượng bóng bán dẫn và số chân trên các IC này tăng lên, việc kiểm tra và mô tả đặc tính của chúng ngày càng trở nên khó khăn. Máy hiện sóng đã xuất hiện từ những năm 1930 và mặc dù chúng thường được coi là công cụ thử nghiệm trên thực tế đối với nhiều kỹ sư điện, nhưng việc thêm nhiều kênh vào máy hiện sóng tỏ ra cực kỳ tốn kém.

Năm 1973, Hewlett Packard công bố phát minh ra “Máy phân tích logic” đầu tiên có thể đo và hiển thị trạng thái logic trên một bộ đèn LED. HP 5000A là máy phân tích logic thương mại đầu tiên nhưng chỉ giới hạn ở hai kênh. Trong những năm tới, các máy phân tích logic thương mại bắt đầu có hàng tá kênh có thể đọc và hiển thị logic kỹ thuật số song song.

Máy hiện sóng vẫn là công cụ hoàn hảo để phân tích mức độ thay đổi điện áp tương tự giữa hai điểm theo thời gian trên tối đa 4 kênh. Ngay cả đối với các hệ thống kỹ thuật số, máy hiện sóng có thể rất hữu ích để kiểm tra các đặc tính tương tự của tín hiệu như thời gian tăng và giảm, đổ chuông, mức tiêu thụ điện năng, độ giật và độ trễ truyền. Mặt khác, nếu bạn yêu cầu số lượng kênh cao hơn để theo dõi và tương quan đồng thời nhiều đường kỹ thuật số thì máy phân tích logic là công cụ phù hợp cho công việc.

Điều gì làm cho máy phân tích logic trở nên độc đáo?

Ghi một số kênh đầu vào

Một lợi thế đáng kể của máy phân tích logic là khả năng ghi đồng thời một số lượng lớn tín hiệu số, thường là 8 đến 100 kênh. Mặc dù máy hiện sóng cũng có thể ghi dữ liệu số nhưng chúng thường không thể khớp với số kênh và thời lượng ghi như một máy phân tích logic do yêu cầu bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu analog.

Kích hoạt kỹ thuật số phức tạp

Tương tự như máy hiện sóng, máy phân tích logic có thể được cấu hình để bắt đầu ghi lại sự kiện kích hoạt. Trình kích hoạt có thể đơn giản như một cạnh tăng hoặc giảm duy nhất của một kênh cụ thể hoặc chúng có thể là một tập hợp các điều kiện phức tạp bao gồm các cạnh hoặc trạng thái của nhiều kênh.

Khả năng tín hiệu hỗn hợp

Nhiều máy phân tích logic hiện đại bao gồm một số chức năng của máy hiện sóng và ngược lại. Những công cụ mới này, có khả năng ghi và phân tích dạng sóng kỹ thuật số cũng như dạng sóng tương tự, được gọi là máy hiện sóng tín hiệu hỗn hợp. Thiết bị kiểm tra phục vụ nhiều mục đích có thể giúp việc mô tả đặc tính của các mạch và hệ thống phức tạp trở nên dễ dàng hơn.

Tính di động

Nhiều máy phân tích logic độc lập bao gồm các màn hình có khả năng hiển thị dữ liệu tín hiệu đã thu được. Tuy nhiên, khi máy tính cá nhân trở nên mạnh mẽ hơn với các cổng ngoại vi nhanh hơn (ví dụ: USB 3.0), một số máy phân tích logic sẽ bỏ qua màn hình và dựa vào phần mềm máy tính để thực hiện phân tích. Điều này giúp tiết kiệm kích thước và chi phí thiết bị.

Dễ dàng điều hướng dữ liệu

Hầu hết các máy phân tích logic hoạt động bằng cách thu thập dữ liệu số, lưu trữ vào bộ đệm và sau đó hiển thị trên màn hình. Một số có khả năng hiển thị tín hiệu theo thời gian thực, giống như máy hiện sóng. Mặc dù điều này có thể hữu ích khi tìm kiếm xu hướng trong khi hệ thống đang chạy nhưng có thể khó tìm kiếm và tìm kiếm chi tiết trong các tín hiệu.

Máy phân tích logic, dù độc lập hay gắn liền với máy tính, thường bao gồm phần mềm hoặc bộ điều khiển để điều hướng qua lượng lớn dữ liệu tín hiệu. Điều này có thể bao gồm thu phóng, xoay, tìm kiếm, v.v.

Đo lường kỹ thuật số nhanh

Máy phân tích logic và phần mềm phân tích logic hiện đại chứa nhiều tính năng nâng cao giúp người dùng mô tả tín hiệu. Điều này bao gồm việc đo các khía cạnh của tín hiệu, chẳng hạn như độ rộng xung, tần số và chu kỳ của tín hiệu định kỳ cũng như chu kỳ nhiệm vụ.

Nếu bạn đang phân tích dữ liệu truyền giữa hai hệ thống, máy phân tích logic có thể là một công cụ vô giá để phân tích thời gian. Ví dụ: với I2C, đường dữ liệu (SDA) cần được giữ ở giá trị dự định trong một khoảng thời gian cụ thể (phụ thuộc một phần) trước cạnh lên của đường đồng hồ (SCL). Đây được gọi là thời gian thiết lập. Đối với hầu hết các triển khai I2C, SDA cũng cần được giữ ở giá trị dự định cho đến khi SCL xuống ngưỡng tiếp theo. Điều này được gọi là thời gian giữ.

Máy phân tích logic có tốc độ mẫu đủ nhanh có thể giúp đo thời gian thiết lập và giữ một cách chính xác. Điều này có thể giúp đảm bảo tin nhắn kỹ thuật số của bạn được người nhận đọc chính xác.

Giải mã và tìm kiếm dữ liệu truyền

Một tính năng độc đáo khác của máy phân tích logic là khả năng giải mã tín hiệu. Hầu hết các hệ thống truyền thông kỹ thuật số hiện đại đều được triển khai dựa trên một bộ giao thức. Máy phân tích logic hoặc phần mềm liên quan của chúng có thể bao gồm các giao thức này, được gọi là máy phân tích giao thức, để giúp bạn hiểu được dữ liệu đã thu thập.

Với dữ liệu được ghi lại, nhiều máy phân tích logic sẽ cho phép bạn tìm kiếm các mẫu cụ thể trong dữ liệu. Ví dụ: trong I2C, chúng ta có thể tìm địa chỉ bus của thiết bị vì địa chỉ đó sẽ biểu thị sự bắt đầu truyền. Một số máy phân tích logic sẽ cho phép bạn đặt mẫu tìm kiếm làm điều kiện kích hoạt để bắt đầu ghi.

Các yếu tố hình thành

Máy phân tích logic di động

Máy phân tích logic di động có kiểu dáng “thiết bị kiểm tra” truyền thống hơn, thường lớn hơn hầu hết các máy hiện sóng trên bàn làm việc. Chúng được coi là “di động” vì chúng bao gồm mọi thứ cần thiết để thu, xem và phân tích tín hiệu số như đầu dò, màn hình, điều khiển con trỏ và đôi khi là bàn phím đầy đủ.

Máy phân tích logic mô-đun

Máy phân tích logic mô-đun là các thẻ gắn trên giá hoặc PC trượt vào máy tính lớn hoặc bảng nối đa năng. Chúng được coi là “mô-đun” vì người dùng cuối có thể mua và trao đổi các mô-đun thu thập và thử nghiệm khác nhau trên một bảng nối đa năng tùy theo nhu cầu của họ.

Máy phân tích logic dựa trên PC

Máy phân tích logic dựa trên PC dựa vào máy tính để thực hiện công việc nặng nhọc là hiển thị và phân tích dữ liệu thu được. Máy phân tích logic dựa trên PC bao gồm một thiết bị riêng biệt được cắm vào một trong các cổng phụ kiện của máy tính. Thiết bị này chứa mạch thu thập dữ liệu cần thiết để thu nhiều tín hiệu số tốc độ cao. Thông tin này được gửi đến phần mềm máy tính qua cổng được kết nối.

Do yêu cầu về tốc độ để truyền lượng lớn dữ liệu đã thu thập, hầu hết các máy phân tích logic dựa trên PC đều dựa vào kết nối có dây, tốc độ cao, chẳng hạn như USB hoặc Ethernet.

Tại sao bạn cần một máy phân tích logic?

Máy hiện sóng có thể đo tín hiệu số theo cách tương tự như máy phân tích logic nhưng bị giới hạn bởi số lượng kênh có sẵn. Máy hiện sóng là công cụ phù hợp để đo xem điện áp giữa hai điểm trong mạch thay đổi hoặc dao động như thế nào theo thời gian. Tuy nhiên, máy phân tích logic có thể cực kỳ hữu ích trong việc kiểm tra, gỡ lỗi và mô tả đặc tính của các mạch kỹ thuật số với một số ưu điểm so với máy hiện sóng:

• Nhiều kênh hơn máy hiện sóng
• Đặc trưng đầu ra của mạch kỹ thuật số (ví dụ: FPGA)
• Gỡ lỗi chương trình cơ sở nhúng phức tạp bằng cách chuyển đổi các chân đầu vào/đầu ra (GPIO) cho mục đích chung
• Đo lường và giải mã nhanh chóng các giao thức kỹ thuật số khác nhau
• Máy phân tích logic dựa trên PC có thể rất hữu ích cho việc gỡ lỗi tại hiện trường do kích thước nhỏ và tính di động của chúng

Địa chỉ phân phối máy phân tích logic chính hãng

Trạm Cơ Khí là công ty cung cấp các loại máy phân tích logic uy tín nhập khẩu trực tiếp từ các hãng hàng đầu Mỹ, Nhật, Hàn, Đài Loan với giá cạnh tranh. Các sản phẩm đều được bảo hành theo chính sách hãng, tư vấn kỹ thuật tận tình.

Ngoài ra, Trạm Cơ Khí còn cung cấp các loại thiết bị phân tích, đo lường viễn thông, vật tư nhà máy, công nghiệp, thiết bị giáo dục, thiết bị SMT và các loại thiết bị chuyên dụng khác.

Xem thêm: Tìm hiểu về máy đóng pin máy khoan