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O que é um analisador lógico

O que é um analisador lógico

Analisadores lógicos são instrumentos de teste amplamente usados ​​para testar circuitos digitais ou lógicos complexos. Eles atendem à necessidade de usuários que precisam ser capazes de investigar e compreender a operação desses circuitos.

Os osciloscópios podem realizar muitas das funções de um analisador lógico, mas o analisador lógico é capaz de exibir a temporização relativa de um grande número de sinais. Essencialmente, um analisador lógico permite que traços de sinais lógicos sejam vistos de forma que a operação de várias linhas em um circuito digital possa ser monitorada e investigada.

No entanto, muitos osciloscópios agora são capazes de incorporar muitas funções de analisador lógico no que pode ser denominado um osciloscópio de sinal misto.

Os analisadores lógicos vêm em uma variedade de formatos. Embora seja possível obter aqueles que usam uma caixa de equipamento de teste tradicional, muitos mais estão agora ligados a computadores e desta forma têm níveis muito maiores de flexibilidade e poder de processamento.

Desenvolvimento de analisador lógico

Os primeiros analisadores lógicos foram desenvolvidos a partir da necessidade de ser capaz de corrigir erros e realizar detecção de falhas em sistemas baseados em microprocessador.

No início da década de 1980, quando esses chips começaram a se tornar amplamente usados, surgiu a necessidade urgente de desenvolver técnicas que possibilitassem o monitoramento simultâneo de muitas linhas e pontos de teste. Os osciloscópios existentes não eram capazes de fornecer os níveis necessários de funcionalidade.

Após a introdução inicial dos primeiros analisadores, sua complexidade aumentou em linha com a complexidade dos circuitos sendo testados. O número de canais cresceu, suas velocidades aumentaram e a funcionalidade em áreas como o acionamento melhorou muito.

Características do analisador lógico

Existem várias características principais de um analisador lógico que o separa dos osciloscópios multicanais e outros instrumentos de teste:

  • Canais múltiplos: Os analisadores lógicos são projetados para monitorar um grande número de linhas digitais. Como os analisadores lógicos são otimizados para monitorar um grande número de circuitos digitais, normalmente eles podem ter entre cerca de 32 e mais de 200 canais que podem monitorar, cada canal monitorando uma linha digital. No entanto, alguns analisadores lógicos especializados são adequadamente dimensionados para serem capazes de lidar com muito mais linhas e, dessa forma, permitir o rastreamento e a localização de falhas em sistemas muito mais complexos.
  • Fornece uma exibição de tempo dos estados lógicos: Os analisadores lógicos possuem um eixo de tempo horizontal e um eixo vertical para indicar um estado lógico alto ou baixo. Desta forma, uma imagem das linhas digitais pode ser facilmente exibida.
  • Exibe estados lógicos: A exibição vertical no analisador exibe o estado lógico como um estado alto ou baixo. Os sinais entram em vários canais e são convertidos em um estado alto ou baixo para processamento posterior no analisador. Ele fornece um diagrama de tempo lógico das várias linhas sendo monitoradas.
  • NÃO exibe informações analógicas: Esses instrumentos de teste não apresentam nenhuma informação analógica e, dessa forma, são diferentes de um osciloscópio. Destinam-se exclusivamente a monitorar o funcionamento lógico do sistema. Se qualquer informação analógica for necessária, um osciloscópio deve ser usado adicionalmente.

Comparação entre o Logic Analyzer e o osciloscópio

Osciloscópios e analisadores lógicos são instrumentos de teste muito diferentes. Embora ambos tenham uma forma de exibição muito semelhante, ou seja, exibindo formas de onda, eles usam conceitos operacionais fundamentalmente diferentes.


Comparação de osciloscópio e analisador lógico
Analisador LógicoOsciloscópio

Um analisador lógico é usado para verificar e depurar a operação de projetos digitais procurando estados lógicos e temporizações.

Aplicações típicas de analisador lógico:

  • Correlacionar um grande número de sinais digitais
  • Investigue a operação do sistema.
  • Detectar violações de tempo
  • Rastreie a operação do software integrado.

O osciloscópio é usado para medir formas de onda analógicas: amplitude, valores de fase ou medições de borda, como tempos de subida, etc.

Aplicações típicas do osciloscópio:

  • Investigando formas de onda, toque, tempo de subida, etc.
  • Meça as amplitudes do sinal.
  • Caracterize aspectos como instabilidade e instabilidade da forma de onda.
  • Detecte transientes e pulsos indesejados.

Tipos de analisador lógico

Embora o desenvolvimento desses instrumentos de teste esteja em andamento e novas variantes sejam constantemente lançadas e muitas inovações tecnológicas estejam sendo alcançadas, existem algumas categorias principais nas quais a maioria dos analisadores lógicos podem ser divididos:

  • Analisadores lógicos modulares: Este tipo de analisador lógico é provavelmente o que pode ser considerado a forma mais típica de instrumento de teste, embora seja a opção de custo mais alto, fornecendo o nível mais alto de funcionalidade. É composto por um chassi e vários módulos - incluindo módulos de canal. O número de módulos sendo maior para as contagens de canal mais altas.
  • Analisadores lógicos portáteis: Em vários casos, pode haver necessidade de um analisador menor, possivelmente para orçamentos restritos ou para serviço de campo. Esses instrumentos de teste incorporam todos os elementos do analisador em uma única caixa para facilitar o transporte.
  • Analisadores lógicos baseados em PC: Há um número crescente de analisadores lógicos baseados em PC. Consistem em uma unidade analisadora conectada a um PC. USB é uma opção óbvia para isso, mas Ethernet também é amplamente usada por causa de sua alta velocidade. Esta forma de instrumento baseado em PC usa o poder de processamento do PC combinado com seu display para reduzir o custo do sistema geral. No futuro, é provável que os analisadores lógicos baseados em PC e, em particular, os analisadores lógicos USB sejam usados ​​cada vez mais, especialmente porque o custo dos analisadores USB pode ser muito menor do que outras formas, e eles podem oferecer altos níveis de desempenho usando o poder do computador associado ..

Aplicativos de analisador lógico

O principal uso dos analisadores lógicos é examinar os sinais digitais. Eles foram um instrumento de teste particularmente atraente e útil muitos anos atrás, quando sistemas digitais complicados foram feitos usando muitos CIs diferentes. Foi possível obter acesso aos vários pontos de teste e foi possível depurar os barramentos amplos e IO. Agora, com níveis muito mais altos de integração, isso nem sempre é possível porque há mais dispositivos incorporados usando System On a Chip, designs de SOC e o acesso aos pontos de teste necessários não é possível.

Apesar disso, ainda existem muitas medidas potenciais para um analisador lógico, particularmente para uso com os muitos sistemas de computador de placa como o Arduino, Raspberry Pi e muitos outros.

Usando um analisador lógico, é possível correlacionar no tempo um grande número de sinais em uma única tela. Isso pode ser processado para obter uma boa visualização da movimentação e processamento de outros dados em muitos sistemas embarcados ou nos periféricos de pequenos sistemas de computador.

Um exemplo de aplicativo é monitorar os dados que chegam em um microprocessador UART e depois voltam para um dispositivo SPI, talvez EEPROM e, finalmente, uma parte dos dados é enviada para um dispositivo I2C. Usando um analisador lógico, é possível visualizar todos esses barramentos por um período prolongado e isso não seria viável em um osciloscópio.

Como resultado, os analisadores lógicos, desde as versões simples do analisador lógico USB de baixo custo para criadores / hobistas até os sistemas de desenvolvimento profissional, são todos úteis em suas diferentes áreas.

Os analisadores lógicos são uma forma importante de instrumentação de teste. Eles permitem que engenheiros e desenvolvedores vejam exatamente o que está acontecendo nos circuitos lógicos. Olhando para os sinais lógicos em uma variedade de linhas, eles são capazes de fornecer um nível muito melhor de percepção sobre a operação dos circuitos lógicos do que outras formas de instrumentação de teste.


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