一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测量方法与装置与流程

本申请涉及电子仪器领域，尤其涉及一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试方法与装置。

背景技术：

逻辑分析仪是分析数字系统逻辑关系的仪器，可以同时对多条数据上的数据流进行观察和测试。逻辑分析仪探头是数据流的捕获设备，包括依次连接的衰减器和比较器，测试信号经衰减器衰减后，再输入到比较器与阈值电平进行比较，得到逻辑电平信号并输出。逻辑分析仪探头虽然捕获的是数字信号，但是它的核心技术指标(如最小检测脉宽、最高输入数据速率等)都是与逻辑分析仪探头的模拟带宽密切相关的。

传统测量分析仪探头的模拟带宽方法是，由信号源从逻辑分析仪探头的输入端灌入一个测试信号，用额外的示波器探头测量逻辑分析仪探头内部每个通道的的比较器输入端的信号，从而得到探头的模拟带宽。这样的方案中存在以下几个缺点：

1.逻辑分析仪探头输入阻抗要求是高阻，所以逻辑分析仪探头内部衰减器所用的衰减电阻需要很大(万欧姆级别以上)，用示波器探头测量比较器输入端信号时，示波器探头的输入电容和测量带来的寄生电容与衰减电阻构成一个低通系统，会严重影响所测试的逻辑分析仪探头的带宽，无法测试出真实模拟带宽，导致测试结果有很大的误差；

2.所测量的是比较器输入端的模拟带宽，无法准确反映逻辑分析仪探头整体的模拟带宽；

3.这种测试方法耗费人工，测量不放便，不利于逻辑探头的大批量生产检测。

技术实现要素：

本申请提供一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试方法与装置，可准确、方便测量得到逻辑分析仪探头的模拟带宽。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试方法，包括：

数据采样步骤，选择逻辑分析仪探头的待测通道，所述待测通道接收测试信号，使得逻辑分析仪探头输出逻辑电平信号，对所述逻辑电平信号进行采样，获取采样数据；

数据处理步骤，将所述待测通道输入端接地，为该待测通道的比较器配置阈值电平，并对所述采样数据进行存储、检测、变换和传输；

幅值测量步骤，根据所述配置阈值电平和经数据处理后的采样数据，计算出该测试信号下逻辑探头捕获信号的幅值；

模拟带宽测量步骤，改变测试信号的频率，重复上述步骤，计算不同频率对应的逻辑探头捕获信号的幅值，得到逻辑分析仪探头系统的频率响应，从而获得所述逻辑分析仪探头的模拟带宽。

优选地，模拟带宽测量步骤中的测试信号为信号源发出的正弦信号。

优选地，所述幅值测量步骤包括：

零偏校准步骤，采用逐步逼近法获取比较器阈值电平的零偏值和比较器的迟滞电平，并对所述比较器阈值电平的零偏进行校准；

改变占空比步骤，采用逐步逼近法改变所述阈值电平从而改变所述采样数据的占空比，并记录不同占空比时的阈值电平；

计算幅值步骤，根据所述迟滞电平和不同占空比时的阈值电平，计算逻辑电平信号的幅值。

优选地，计算幅值步骤所述幅值测量模块用于根据公式c1-c2+b计算逻辑电平信号的幅值，其中，b表示比较器的迟滞电平，c1表示占空比为零的阈值电平，c2表示占空比为百分之百时的阈值电平。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种用于逻辑分析仪探头的模拟带宽测试的测量单元，包括零偏校准模块、迟滞测量模块、电平检测模块和幅值测量模块；

所述零偏校准模块用于获取逻辑分析仪探头的比较器阈值电平的零偏值并对所述零偏值进行校准；

所述迟滞测量模块用于测量并记录比较器的迟滞电平；

所述电平检测模块用于通过改变阈值电平来改变所述采样数据的占空比，记录不同占空比时的阈值电平；

所述幅值测量模块用于根据所述迟滞电平和不同占空比时的阈值电平，计算逻辑探头捕获信号的幅值。

优选地，所述幅值测量模块根据公式c1-c2+b计算逻辑分析仪探头捕获的信号幅值，其中，b表示比较器的迟滞电平，c1表示占空比为零的阈值电平，c2表示占空比为百分之百时的阈值电平。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试装置，包括信号源和示波器；所述信号源与所述逻辑分析仪探头信号输入端相连接，用于给所述逻辑分析仪探头输入测试信号；所述示波器包括依次连接的采样单元、数据处理器；

所述示波器还包括连接于所述采样单元之前的I/O接口和连接于所述数据处理单元之后的测量单元，通过所述I/O接口所述示波器与所述逻辑分析仪探头相连接；

所述采样单元用于对逻辑分析仪探头输出的逻辑电平信号进行采样，获取采样数据；

所述数据处理器用于控制逻辑分析仪探头的待测通道输入端接地，为该通道的比较器配置阈值电平，对所述采样数据进行存储、变换和传输；

所述测量单元用于根据所述阈值电平和经数据处理器处理的采样数据，获取逻辑分析仪探头的比较器阈值电平的零偏值并对所述零偏值进行校准，测量比较器的迟滞电平；通过改变阈值电平来改变所述采样数据的占空比，记录不同占空比时的阈值电平；在测试信号频率改变时，根据所述迟滞电平和不同占空比时的阈值电平，计算每个频点下逻辑探头捕获信号的幅值，得到逻辑分析仪探头系统的频率响应，从而得到所述逻辑分析仪探头的模拟带宽。

优选地，所述逻辑分析仪探头至少具有一个通道，每个通道均包括依次连接的衰减器和比较器。

优选地，所述信号源给所述逻辑分析仪探头输入的测试信号为正弦信号。

本申请的有益效果是：由于采用I/O接口实现了示波器与逻辑分析仪探头的连接，不再需要如传统方法那样用额外的示波器测量每个通道的比较器输入端的信号，使得获取逻辑分析仪探头捕获的数据更方便；再通过采样单元进行数据采样，保证了测试对象的准确性，比传统方法的采集的数据更准确，使得测量的结果更准确反映逻辑分析仪探头的模拟带宽；由于通过不断改变外部测试信号的频率并利用专门的测量单元进行数据分析，计算出了每个频点对应的幅值，精确地得到逻辑分析仪探头的模拟带宽，使得测量装置和方法自动化程度高、操作简单方便，测量结果准确而且精确。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种逻辑分析仪探头的一个通道的内部原理图；

图2为本申请实施例提供的一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试装置结构框图；

图3为本申请实施例提供的一种用于逻辑分析仪探头的模拟带宽测试的测量单元结果框图；

图4为本申请实施例提供的一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试方法流程图；

图5为本申请实施例提供的一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试方法中幅值测量步骤的子步骤流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

如图1所示为现有技术中一种逻辑分析仪探头的内部原理图，逻辑分析仪探头2包括依次连接的衰减器21和比较器22，测试信号经衰减器21衰减后，再输入到比较器22与阈值电平(VREF)进行比较，得到逻辑电平信号并输出。

需要指出的是，逻辑分析仪探头为多通道逻辑分析仪探头，至少具有一个通道，每个通道均包括依次连接的衰减器21和比较器22。

请参考图2，本申请实施例提供了一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试装置，包括信号源1和示波器3。示波器3包括依次连接的I/O接口30、采样单元31、存储单元32、数据处理器33、测量单元34以及与数据处理器33相连接的显示器35。

信号源1与逻辑分析仪探头2信号输入端相连接，用于给逻辑分析仪探头2输入测试信号；优选地，信号源为信号发生器，测试信号为正弦信号。

示波器3通过I/O接口30与逻辑分析仪探头2信号输出端相连接，可直接获取逻辑分析仪探头2多个通道的内部数据信息，改变了传统方法中的使用示波器探头测量逻辑分析仪探头2内部的比较器22输入端获取数据的方法，也无需拆开逻辑分析仪探头2来测试其内部电路，使得获取数据更方便、安全。

当通过I/O接口30将示波器3与逻辑分析仪探头2接通时，在选择了逻辑分析仪探头2的待测通道后，数据处理器33控制逻辑分析仪探头的待测通道输入端接地并为该通道的比较器22配置阈值电平，采样单元31对逻辑分析仪探头2输出的逻辑电平信号进行采样，获取采样数据，所述采样数据被存储于存储单元32中。数据处理器3经过对所述采样数据进行检测、变换和传输等数据处理，以便后级测量单元34使用。

测量单元34用于根据所述阈值电平和数据处理结果，获取所述比较器阈值电平的零偏值并对所述零偏值进行校准，测量比较器的迟滞电平；通过改变阈值电平来改变所述采样数据的占空比，记录不同占空比时的阈值电平；在测试信号频率改变时，根据所述迟滞电平和不同占空比时的阈值电平，计算每个频点下逻辑捕获信号的幅值，得到逻辑分析仪探头系统的频率响应，从而得到所述逻辑分析仪探头的模拟带宽。

优选地，测试信号频率从0Hz(DC)开始扫频而改变，从而利用测量单元34测量出计算每频点下逻辑分析仪探头捕获到的信号的幅值。

显示器35用于显示测量得到的逻辑分析仪探头系统的频率响应图像和逻辑分析仪探头的模拟带宽结果。

参考图3，本申请实施例提供了一种用于逻辑分析仪探头的模拟带宽测试的测量单元，包括零偏校准模块341、迟滞测量模块342、电平检测模块343和幅值测量模块344。

零偏校准模块341用于获取逻辑分析仪探头2的比较器22阈值电平的零偏值并对所述零偏值进行校准，使得比较器22在输入信号为零时，其输出信号也为零；迟滞测量模块342用于测量并记录比较器的迟滞电平；所述电平检测模块343用于通过改变阈值电平来改变所述采样数据的占空比，记录不同占空比时的阈值电平；幅值测量模块344用于根据所述迟滞电平和不同占空比时的阈值电平，计算逻辑探头捕获信号的幅值。

优选地，幅值测量模块344根据公式c1-c2+b计算逻辑探头捕获信号的幅值，其中，b表示比较器的迟滞电平，c1表示占空比为零的阈值电平，c2表示占空比为百分之百时的阈值电平。

由此可见，本申请实施例提供的逻辑分析仪探头的模拟带宽测试装置不再需要如传统方法那样用额外的示波器测量每个通道的比较器输入端的信号，而是通过I/O接口30和采样单元31进行数据采样，从而更方便地获取逻辑分析仪2内部的数据，再通过采样单元31获取采样数据，数据处理器32对所述采样数据处理后送到测量单元33，由测量单元33对获取的采样数据进行分析，可精确地得到系统的模拟带宽。

相应地，基于上述逻辑分析仪探头的模拟带宽测试装置和测量单元34,本申请还提供了一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试方法。

如图4所示为申请实施例提供的一种逻辑分析仪探头的模拟带宽测试方法流程图，包括：

数据采样步骤100，选择逻辑分析仪探头2的待测通道，给所述待测通道输入测试信号，使得逻辑分析仪探头2输出逻辑电平信号，再利用I/O接口30和采样单元31自动对所述逻辑电平信号进行采样，获取采样数据；优选地，测试信号为正弦信号；

数据处理步骤200，将待测通道输入端接地，再为该通道的比较器22配置阈值电平，对所述采样数据进行存储、检测、变换和传输；

幅值测量步骤300，根据所述配置阈值电平和所述采样数据，计算出该测试信号下逻辑探头捕获信号的幅值；

模拟带宽测量步骤400，改变测试信号的频率，重复上述步骤，计算不同频率条件下逻辑探头捕获信号的幅值，得到逻辑分析仪探头系统的频率响应，从而获得所述逻辑分析仪探头2的模拟带宽；优选地，测试信号频率从0Hz(DC)开始扫频而改变，从而利用测量单元34测量出计算每频点下逻辑分析仪探头捕获到的信号的幅值。

其中，参考图5，所述幅值测量步骤300还包括一些子步骤，包括：

零偏校准步骤301，采用逐步逼近法获取比较器22阈值电平的零偏值和比较器22的迟滞电平，并对所述比较器22阈值电平的零偏进行校准；

改变占空比步骤302，采用逐步逼近法改变所述阈值电平从而改变所述采样数据的占空比，并记录不同占空比时的阈值电平；

计算幅值步骤303，根据所述迟滞电平和不同占空比时的阈值电平，计算逻辑探头捕获信号的幅值。

由此可见，本申请实施例提供的逻辑分析仪探头的模拟带宽测试方法通过对逻辑分析仪探头的内部数据自动采样、处理和分析，并不断改变测试频率，测量得到不同频率条件下逻辑探头捕获信号的幅值，精确地得到了系统的模拟带宽。

综上所述，由于采用I/O接口实现了示波器与逻辑分析仪探头的连接，不再需要如传统方法那样用额外的示波器测量每个通道的比较器输入端的信号，使得获取逻辑分析仪探头捕获的数据更方便；再通过采样单元进行数据采样，保证了测试对象的准确性，比传统方法的采集的数据更准确，使得测量的结果更准确反映逻辑分析仪探头的模拟带宽；由于通过不断改变外部测试信号的频率并利用专门的测量单元进行数据分析，计算出了每个频点对应的幅值，精确地得到逻辑分析仪探头的模拟带宽，使得测量装置和方法自动化程度高、操作简单方便，测量结果准确而且精确。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。