34通道逻辑分析仪是一种专为复杂数字电路设计的高性能测试工具,其核心功能是通过多通道同步采样与深度数据分析,帮助工程师精准捕捉、解析数字信号的时序与逻辑关系。该设备通常配备34个独立采样通道,支持高达数百MHz的采样频率(如部分型号可达500MHz定时采样或350MHz状态采样),可覆盖从低速总线(如I2C、SPI)到高速接口(如PCIe、USB)的测试需求。存储深度方面,部分高d型号提供128Mb甚至256Mb的深存储能力,可长时间捕获信号活动,避免关键事件丢失。
一、准备工作
硬件连接:
将逻辑分析仪的探头与被测电路的相应测试点连接,确保每个通道对应一个测试点。对于34通道逻辑分析仪,需确保所有34个通道均正确连接。
将逻辑分析仪的接地夹或线连接到被测电路的参考地(GND),确保良好接触,避免接地不良引入噪声和波形失真。
使用USB线将逻辑分析仪与计算机相连,确保计算机已安装逻辑分析仪的驱动程序和测试软件。
软件设置:
打开逻辑分析仪的测试软件,检查软件界面上方是否显示“在线”,确认逻辑分析仪已正确连接并识别。
根据测试需求,在软件中为每个连接好的物理通道设置有意义的名字,如SPI_CLK、I2C_SDA等,便于后续分析。
将相关联的信号分组管理,如将SPI的4个信号(CLK、MOSI、MISO、CS)放一组,UART的两个信号(TX、RX)放一组。
二、参数配置
采样率设置:
根据被测信号的最高频率成分,设置合适的采样率。采样率至少需为被测信号最高频率成分的2倍,但为了准确捕获信号细节,实际采样率应远高于此(通常是预期最高信号频率的5-10倍或更高)。
例如,测量一个10MHz的SPI时钟(周期100ns),采样率可能需要100MS/s(采样间隔10ns)或更高,以便清晰分辨脉冲边沿和建立/保持时间。
存储深度设置:
根据测试需求调整存储深度,存储深度决定了逻辑分析仪能够捕捉的数据量。
捕获时间=存储深度/采样率。根据测试目标调整:长时间低频率观察需要大存储深度;高速捕获短暂事件可以减小存储深度。
阈值电压设置:
设置逻辑门限电压(Threshold Voltage),告诉分析仪多大的电压代表逻辑1,多大的代表逻辑0。
通常设置为被测逻辑电平的中点(如TTL设为1.4V,3.3V CMOS设为1.65V,5V TTL/CMOS设为2.5V)。
触发条件设置:
根据测试需求设置触发条件,以便精确捕获感兴趣的事件。
逻辑分析仪支持多种触发方式,如边沿触发(上升沿、下降沿、任意沿)、电平触发、码型触发、脉宽触发等。
例如,可以设置当某个特定信号出现上升沿时触发,或者当一组信号同时满足设定的逻辑状态时触发。
三、数据采集与分析
启动数据采集:
完成配置后,启动逻辑分析仪进入“等待”或“采集”状态。
让被测电路运行需要测试的功能,当设定的触发条件满足时,逻辑分析仪立即按照设定的采样率和深度捕获数据。
波形显示与分析:
捕获的数据通常以时间波形(Timing Diagram)的形式显示,横轴是时间,纵轴是各通道的二进制逻辑状态(0/1)。
使用软件的标尺(Cursors)功能,可以精确测量信号周期、脉宽、上升/下降时间、信号之间的延迟等时序参数。
对于总线信号,软件可能提供状态列表视图,显示在特定时间点(通常是时钟边沿)所有信号线的状态值(十六进制、二进制)。
协议解码与分析:
如果配置了协议解码功能(如SPI、I2C、UART等),软件会分析指定信号组的状态变化,并将其解释为有意义的协议信息。
例如,在SPI波形上方显示CS:Low,Address:0x01 Read,Data:0xAB等解码结果。
将解码结果与预期数据(设计规范或测试计划中的数据包)严格比对,检查地址、命令、数据内容是否正确,有无错误帧。
数据搜索与定位:
利用软件提供的搜索功能,在长捕获记录中快速定位特定事件(如特定值、特定跳变)。
检查波形中是否存在意外的、非常窄的脉冲(毛刺),有些软件有毛刺高亮功能或专用毛刺触发。
四、结果保存与报告生成
保存捕获数据:
保存捕获的波形文件(如.la格式或截图)、解码结果列表或截图、关键测量数据(时序参数)等。
生成测试报告:
根据测试需求生成详细的测试报告,明确说明测试条件、预期行为、实际观察到的行为、是否符合标准及依据等。
