Analizzatore logico vs Oscilloscopio

Come funzionano gli oscilloscopi?
Il seguente diagramma mostra i blocchi funzionali di base che si possono trovare in un oscilloscopio a memoria digitale (DSO). Si noti che alcuni blocchi sono stati omessi per semplicità.
 

Diagramma a blocchi di un oscilloscopio

• Sonda: La parte che si collega al tuo circuito. La maggior parte delle sonde ha due estremità, poiché un oscilloscopio misura la tensione (differenza di potenziale elettrico) tra due punti.
• Amplificatore/attenuatore: Gli oscilloscopi spesso contengono circuiti per amplificare o attenuare i segnali elettrici in modo che possano essere visualizzati in modo efficace dall'utente. Questi circuiti possono trovarsi nella sonda o all'interno dell'involucro dell'oscilloscopio.
• Selezione trigger: Molti oscilloscopi consentono di scegliere tra un segnale interno o un segnale esterno (su una sonda separata) per innescare la scansione che visualizza la forma d'onda catturata.
• Logica di controllo: Logica interna o software che consente di configurare come i segnali vengono catturati e visualizzati.
• ADC: Convertitore analogico-digitale. L'ADC è responsabile del campionamento del segnale elettrico a intervalli regolari e della conversione della tensione in informazioni digitali che vengono memorizzate. Gli ADC per oscilloscopi spesso hanno una risoluzione di 8, 12 o 16 bit.
• Memoria: I dati campionati dall'ADC vengono memorizzati. Queste informazioni vengono utilizzate per ricostruire un'approssimazione della forma d'onda elettrica (una forma d'onda) sul display.
• Base del tempo: Utilizzata per controllare l'asse orizzontale (tempo) sul display. Le informazioni di trigger possono essere utilizzate per regolare la base del tempo in modo che un segnale periodico, come una sinusoide, appaia stabile sul display.
• Display: Sui moderni oscilloscopi digitali, la forma d'onda è generata a partire dalle informazioni della base del tempo e dai dati in memoria. Nella maggior parte dei casi, le forme d'onda sono visualizzate con la tensione sull'asse Y e il tempo sull'asse X.

Come funzionano gli analizzatori logici?
Il diagramma seguente mostra i blocchi funzionali di base presenti nella maggior parte degli analizzatori logici. Come nell'esempio dell'oscilloscopio, i blocchi sono stati semplificati.
 

Diagramma a blocchi di un analizzatore logico

• Sonde: Se si utilizza un analizzatore logico, potrebbe essere necessario inserire molte sonde in uno spazio ristretto. Di conseguenza, le sonde sono spesso semplici: un pezzo di filo con una clip e poca o nessuna circuiteria. Alcune sonde possono avere decine di canali inseriti in un unico connettore ad alta densità che richiede un punto di montaggio specializzato sul sistema di prova.
• Selezione dell'orologio: Alcuni analizzatori logici consentono di scegliere quale orologio viene utilizzato per campionare i segnali. Un orologio interno campionerà a intervalli regolari (modalità di temporizzazione), oppure un canale di ingresso può essere utilizzato come sorgente di orologio (modalità di stato).
• Comparatore: A differenza di un oscilloscopio, l'analizzatore logico confronta ciascun segnale di ingresso con una soglia di tensione definita dall'utente. Se la tensione è superiore alla soglia, viene memorizzata come logica alta (1). In caso contrario, viene memorizzata come logica bassa (0). Poiché gli analizzatori logici non richiedono convertitori ADC, spesso hanno molti più canali rispetto agli oscilloscopi.
• Logica di Trigger: Gli analizzatori logici presentano spesso più funzionalità di trigger rispetto agli oscilloscopi. Qualsiasi o tutti i canali sonde possono essere utilizzati per attivare l'inizio di una cattura, e alcuni analizzatori logici avanzati consentiranno di costruire una serie di istruzioni if-then-else per creare trigger complessi.
• Selezione Trigger: Alcuni analizzatori logici consentono di selezionare tra il trigger dai canali catturati o un ingresso "trigger" separato. Questo ingresso specializzato può essere utilizzato per la sincronizzazione con altri strumenti di prova, come un oscilloscopio.
• Memoria: Similmente a molti moderni oscilloscopi, gli analizzatori logici memorizzano la serie catturata di logica 1 e 0 in memoria. La memoria può essere all'interno del telaio dell'analizzatore logico o su un computer (come nel caso degli analizzatori logici USB).
• Display: Le forme d'onda che raffigurano i segnali digitali catturati vengono disegnate su un display per l'utente. Similmente agli oscilloscopi, l'asse Y per ciascuna forma d'onda è la tensione. Tuttavia, la tensione è un valore a 1 bit: la logica alta mostra solo che la tensione era al di sopra di una soglia e la logica bassa mostra che la tensione era al di sotto. L'asse X è il tempo.

Oscilloscopio a segnale misto
A volte, potresti trovarti nella necessità di utilizzare contemporaneamente sia un analizzatore logico che un oscilloscopio. Molti ingegneri elettrici avranno entrambi gli strumenti sul proprio banco di lavoro. Tuttavia, la combinazione di un analizzatore logico e di un oscilloscopio può essere trovata in un'apparecchiatura chiamata Oscilloscopio a Segnale Misto (MSO).
 

Esempio di un oscilloscopio a segnale misto

Crediti immagine: "Oscilloscopio a segnale misto da 350 MHz HMO3524 di HAMEG Instruments" di Hameg è concesso in licenza con CC BY SA 3.0

Gli MSO possono catturare e visualizzare segnali analogici e digitali. Spesso dispongono di diversi canali oscilloscopio insieme a dozzine di ingressi digitali. Inoltre, possono essere configurati con trigger complessi basati su caratteristiche sia analogiche che digitali.