作者丨鼎陽科技 唐滿麗

引言

隨著電子產品速度和復雜度不斷提升，其設計、檢驗和調試的難度也隨之增加。

為了保證產品可靠運行，設計人員必須進行全面檢驗，尤其是在嵌入式電路設計領域，面臨著許多新技術的挑戰。例如更多的總線應用、更高速的時鐘和數字信號、集成度更高的PCB設計等，在面對這樣的設計工作時，工程師需要使用相應的測試工具來完成比以往更為復雜的測試任務。

1、邏輯分析儀

邏輯分析儀能夠按照一定的時間間隔將數字信號的邏輯狀態轉換為可視化的波形或數據流，用于監測和分析數字電路中的信號。

通常，邏輯分析儀只顯示兩種電壓，即邏輯1和0，因此在設定門限后，邏輯分析儀會通過比較器對被測信號進行判定，若信號高于門限，則視為High，即邏輯1；若低于參考電壓，則視為Low，即邏輯0，在High與Low之間形成數字波形。

邏輯分析儀能夠同時捕獲多個信號的邏輯狀態，可用于驗證電路功能、分析時序關系、檢測潛在問題，幫助設計人員確定和排除電路故障。

2、混合信號示波器

為了深入了解系統的整體工作特性，工程師需要同時分析模擬信號、數字信號，甚至包括總線信號，如此才能找出引起系統故障的原因并掌握信號和指令的時序以及邏輯關系。

傳統的示波器顯然無法滿足這一需求，只有帶有數字邏輯通道的示波器才能完成此類工作，混合信號示波器(MSO)應運而生。

混合信號示波器其實是專門針對當今技術中流行的嵌入式混合信號系統而設計的。比如汽車電子系統通常包含數字控制的模擬馬達控制器和傳感器，過去人們常常使用傳統示波器來分析這類系統，但是示波器往往缺乏足夠的觸發能力和輸入通道，因此人們不得不使用邏輯分析儀，而混合信號示波器（MSO）則能夠解決這一問題。

混合信號示波器（MSO）的優勢在于增加了8~32個數字通道，提供了相對模擬通道獨立的采樣和存儲系統。數字通道不能提供類似于模擬通道那樣的信號分析和顯示能力，一般只有1 bit ADC，也就是說需要針對被測信號設定門限。混合信號示波器（MSO）可以同時測試多路信號，其次多路信號在總線上與時間相關，可以利用總線數據的特征作為觸發條件，捕獲數據指令產生前的系統狀態以及數據發出后的變化情況，有利于工程師做系統級的分析和調試。

混合信號示波器（MSO）還有個明顯優勢——使用方式更加簡單容易。

設計和測試工程師往往不愿意使用邏輯分析儀的一大原因就是掌握邏輯分析儀的使用方法要耗費大量時間，在進行特定測量時，邏輯分析儀的設置步驟比示波器要復雜得多，而且先進的測量功能對于MCU、FPGA和DSP的設計調試也過于復雜，相比之下，混合信號示波器（MSO）的使用方法與傳統示波器（研發環境中最常用的測試儀器）相同，上手快，對待用戶比較友好。

3、MSO能替代邏輯分析儀嗎？

根據以上介紹再回到文章標題，可以得出結論：混合信號示波器（MSO）不能完全替代邏輯分析儀。

第一，混合信號示波器（MSO）數字通道數量是有限的，而邏輯分析儀可以通過模塊化堆疊甚至機箱擴展提供上千路數字通道，能夠針對復雜的并行總線系統如高速存儲總線 DDR4/5 進行全方位的調試分析。

第二，邏輯分析儀支持的數字觸發類型、協議種類、顯示形式往往會更豐富。

總結

混合信號示波器（MSO）和邏輯分析儀在某些方面具有相似的功能，但它們的側重點還是有所不同。

混合信號示波器主要還是用于測量和顯示各種電壓信號的波形，包括模擬信號和數字信號，它通常用于觀察信號的幅值、頻率、相位等特征，適用于模擬電路和數字電路的調試、故障排除以及信號分析。邏輯分析儀則幫助用戶觀察和分析數字電路中邏輯信號的狀態、時序關系、進行通信協議分析以及嵌入式系統調試等。工程師可根據具體需求和測試對象選擇適合的儀器。

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