Información

¿Qué es un analizador lógico?

¿Qué es un analizador lógico?

Los analizadores lógicos son instrumentos de prueba que se utilizan ampliamente para probar circuitos lógicos o digitales complejos. Satisfacen la necesidad de los usuarios que necesitan poder investigar y comprender el funcionamiento de estos circuitos.

Los osciloscopios pueden realizar muchas de las funciones de un analizador lógico, pero el analizador lógico puede mostrar la sincronización relativa de una gran cantidad de señales. Esencialmente, un analizador lógico permite ver los rastros de señales lógicas de tal manera que se puede monitorear e investigar el funcionamiento de varias líneas en un circuito digital.

Sin embargo, muchos osciloscopios ahora pueden incorporar muchas funciones de analizador lógico en lo que puede denominarse un osciloscopio de señal mixta.

Los analizadores lógicos vienen en una variedad de formatos. Si bien es posible obtener los que utilizan una caja de equipo de prueba tradicional, muchos más ahora están vinculados a computadoras y de esta manera tienen niveles mucho mayores de flexibilidad y potencia de procesamiento.

Desarrollo de analizadores lógicos

Los primeros analizadores lógicos se desarrollaron a partir de la necesidad de poder depurar y realizar la búsqueda de fallos en sistemas basados ​​en microprocesadores.

A principios de la década de 1980, cuando estos chips comenzaron a ser ampliamente utilizados, surgió la urgente necesidad de desarrollar técnicas que permitieran monitorear simultáneamente muchas líneas y puntos de prueba. Los osciloscopios existentes no pudieron proporcionar los niveles requeridos de funcionalidad.

Después de la introducción temprana de los primeros analizadores, su complejidad aumentó en línea con la complejidad de los circuitos que se estaban probando. La cantidad de canales creció, sus velocidades aumentaron y la funcionalidad en áreas como la activación mejoró enormemente.

Características del analizador lógico

Hay varias características clave de un analizador lógico que lo separan de los osciloscopios multicanal y otros instrumentos de prueba:

  • Múltiples canales: Los analizadores lógicos están diseñados para monitorear una gran cantidad de líneas digitales. Como los analizadores lógicos están optimizados para monitorear una gran cantidad de circuitos digitales, por lo general pueden tener entre 32 y más de 200 canales que pueden monitorear, cada canal monitorea una línea digital. Sin embargo, algunos analizadores lógicos especializados se escalan adecuadamente para poder manejar muchas más líneas y, de esta manera, permiten el seguimiento y la búsqueda de fallas en sistemas mucho más complejos.
  • Proporcione una visualización del tiempo de los estados lógicos: Los analizadores lógicos poseen un eje de tiempo horizontal y un eje vertical para indicar un estado lógico alto o bajo. De esta forma se puede visualizar fácilmente una imagen de las líneas digitales.
  • Muestra estados lógicos: La pantalla vertical del analizador muestra el estado lógico como un estado alto o bajo. Las señales ingresan a los diversos canales y se convierten en un estado alto o bajo para su procesamiento posterior dentro del analizador. Proporciona un diagrama de tiempo lógico de las diversas líneas que se supervisan.
  • NO muestra información analógica: Estos instrumentos de prueba no presentan ninguna información analógica, por lo que se diferencian de un osciloscopio. Están destinados exclusivamente a supervisar el funcionamiento lógico del sistema. Si se requiere información analógica, se debe utilizar además un osciloscopio.

Comparación entre analizador lógico y osciloscopio

Los osciloscopios y los analizadores lógicos son instrumentos de prueba muy diferentes. Si bien ambos tienen una forma de visualización muy similar, es decir, mostrar formas de onda, utilizan conceptos operativos fundamentalmente diferentes.


Comparación de osciloscopio y analizador lógico
Analizador lógicoOsciloscopio

Se utiliza un analizador lógico para verificar y depurar el funcionamiento de diseños digitales buscando estados lógicos y tiempos.

Aplicaciones típicas del analizador lógico:

  • Correlacionar una gran cantidad de señales digitales
  • Investigue el funcionamiento del sistema.
  • Detectar violaciones de tiempo
  • Rastrear el funcionamiento del software integrado.

El osciloscopio se utiliza para medir formas de onda analógicas: amplitud, valores de fase o medidas de borde como tiempos de subida, etc.

Aplicaciones típicas del osciloscopio:

  • Investigación de formas de onda, timbre, tiempo de subida, etc.
  • Mide las amplitudes de la señal.
  • Caracterice aspectos como la fluctuación de la forma de onda y la estabilidad.
  • Detecta transitorios y pulsos no deseados.

Tipos de analizadores lógicos

Aunque el desarrollo de estos instrumentos de prueba está en curso y constantemente se lanzan nuevas variantes y se están logrando muchas innovaciones tecnológicas, existen algunas categorías principales en las que se pueden dividir la mayoría de los analizadores lógicos:

  • Analizadores lógicos modulares: Este tipo de analizador lógico es probablemente lo que podría considerarse la forma más típica de instrumento de prueba, aunque es la opción de mayor costo que proporciona el nivel más alto de funcionalidad. Comprende un chasis y varios módulos, incluidos los módulos de canal. El número de módulos es mayor para los recuentos de canales más altos.
  • Analizadores lógicos portátiles: En varios casos, puede ser necesario un analizador más pequeño, posiblemente para presupuestos restringidos o para servicio de campo. Estos instrumentos de prueba incorporan todos los elementos del analizador en una sola caja para facilitar su transporte.
  • Analizadores lógicos basados ​​en PC: Existe un número creciente de analizadores lógicos basados ​​en PC. Estos consisten en una unidad analizadora que está conectada a una PC. USB es una opción obvia para esto, pero Ethernet también se usa ampliamente debido a su alta velocidad. Esta forma de instrumento basado en PC utiliza la potencia de procesamiento de la PC combinada con su pantalla para reducir el costo del sistema en general. En el futuro, es probable que los analizadores lógicos basados ​​en PC y, en particular, los analizadores lógicos USB se utilicen cada vez más, especialmente porque el costo de los analizadores USB puede ser mucho más bajo que otras formas, y pueden ofrecer altos niveles de rendimiento utilizando la potencia del computadora asociada ..

Aplicaciones del analizador lógico

El uso principal de los analizadores lógicos es mirar señales digitales. Fueron un instrumento de prueba particularmente atractivo y útil hace muchos años cuando se fabricaron sistemas digitales complicados utilizando muchos circuitos integrados diferentes. Fue posible obtener acceso a los distintos puntos de prueba y fue posible depurar los buses anchos y E / S. Ahora, con niveles mucho más altos de integración, esto no siempre es posible porque hay más dispositivos integrados que utilizan System On a Chip, diseños SOC y no es posible acceder a los puntos de prueba requeridos.

A pesar de esto, todavía hay muchas medidas potenciales para un analizador lógico, particularmente para su uso con los muchos sistemas de computadora de placa como Arduino, Raspberry Pi y muchos otros.

Con un analizador lógico es posible correlacionar en el tiempo una gran cantidad de señales en una sola pantalla. Esto se puede demandar para obtener una buena visualización del movimiento y procesamiento de otros datos dentro de muchos sistemas integrados o dentro de los periféricos de sistemas informáticos pequeños.

Un ejemplo de una aplicación es monitorear los datos que ingresan a un microprocesador UART y luego regresan a un dispositivo SPI, tal vez EEPROM, y finalmente una pieza de datos a un dispositivo I2C. Con un analizador lógico es posible ver todos estos buses durante un período prolongado y esto no sería viable en un osciloscopio.

Como resultado, los analizadores lógicos, desde las versiones simples de analizadores lógicos USB de bajo costo para fabricantes / aficionados hasta los sistemas de desarrollo profesional, son útiles en sus diferentes ámbitos.

Los analizadores lógicos son una forma importante de instrumentación de prueba. Permiten a los ingenieros y desarrolladores ver exactamente lo que está sucediendo dentro de los circuitos lógicos. Al observar las señales lógicas en una variedad de líneas, pueden proporcionar un nivel mucho mejor de comprensión del funcionamiento de los circuitos lógicos que otras formas de instrumentación de prueba.

Ver el vídeo: Cheap logic analyzer SPI i2c UART (Octubre 2020).