Логический анализатор: как выбрать по каналам и частоте дискретизации
«Логический анализатор» — 1 969 показов в месяц по Вордстату, спрос заметно ниже, чем у популярной периферии, и каталог отражает это честно: 9 позиций в наличии, от платы за 543 ₽ до промышленной версии за 27 545 ₽. Это весь товарный ряд, не выборка — растягивать его до каталога «на любой случай» смысла нет, поэтому ниже не список карточек, а разбор того, по каким двум параметрам вообще выбирают такой прибор.
Чем логический анализатор отличается от осциллографа
Осциллограф записывает аналоговое напряжение — форму сигнала во времени с произвольным уровнем. Логический анализатор проще: на каждом канале он фиксирует только два состояния, высокий или низкий уровень, зато делает это одновременно на 8–16 каналах, что для многопроводных цифровых шин практичнее. Приборы, совмещающие обе функции в одном корпусе, тоже есть в каталоге — Digilent Analog Discovery 2 (58 379 ₽) объединяет осциллограф, логический анализатор и генератор функций в одном USB-модуле.
Первый параметр выбора — число каналов
Число каналов определяется числом проводов шины, которую нужно смотреть одновременно: для UART достаточно 2 линий (RX/TX), для I2C — тоже 2 (SDA/SCL, разница в том, что это общая шина, а не точка-точка — подробнее в статье про выбор интерфейса), для SPI нужно минимум 4 (MOSI/MISO/SCK/CS) плюс по одному Chip Select на каждое дополнительное устройство. В каталоге минимальный вариант — 8 каналов (8CH USB Logic Analyzer, 543 ₽, и USB Logic Analyzer 24MHz/8-Channel, 6 092 ₽), для более сложных схем — 16 каналов (LA1016, LA2016, DSLogic U3Pro16) и 9-канальная промышленная версия SP209i.
Второй параметр — частота дискретизации
Частота дискретизации должна в разы превышать реальную скорость сигнала на шине, иначе анализатор пропустит фронты между двумя соседними отсчётами и покажет искажённую картину. В каталоге разброс от 24 МГц (8CH USB Logic Analyzer и USB Logic Analyzer 24MHz/8-Channel — этого достаточно для UART на 115 200 бод и большинства I2C/SPI задач) до 1000 МГц у DSLogic U3Pro16, где заявлена также глубина памяти до 16 Гвыборок. У SP209i максимальная частота дискретизации — 200 МГц, отдельно указан вход внешнего тактового сигнала до 50 МГц и мультиплексирование логических каналов с промышленными шинами RS232/RS485/CAN/LIN.
Зачем логический анализатор нужен именно для UART/I2C/SPI
Разница между протоколами — в электрике и разводке, но диагностировать реальные проблемы на линии (перепутанный режим SPI, отсутствие подтяжки I2C, несовпадение baud rate на UART) вручную мультиметром почти невозможно — нужен прибор, который покажет фактическую последовательность бит на всех линиях сразу и декодирует протокол автоматически. Разбор трёх интерфейсов и типичных ошибок подключения каждого — в статье UART, I2C, SPI: чем отличаются и какой выбрать. Часть моделей (USB Logic Analyzer 24MHz/8-Channel от SparkFun) совместима с открытым ПО PulseView/sigrok, что снимает вопрос лицензии на программное декодирование.
| Модель | Каналы | Частота дискретизации | Цена | Особенность |
|---|---|---|---|---|
| 8CH USB Logic Analyzer | 8 | 24 МГц | 543 ₽ | самый доступный вариант |
| USB Logic Analyzer 24MHz/8-Channel | 8 | 24 МГц | 6 092 ₽ | 3.3 В логика, PulseView/sigrok |
| LA1016 | 16 | 100 МГц | 7 976 ₽ | — |
| MiniDSO LA104 | не указано в карточке | не указано в карточке | 12 230 ₽ | автономный, со своим экраном |
| LA2016 | 16 | 200 МГц | 9 359 ₽ | — |
| LA5016 | 16 | не указана в карточке | 17 867 ₽ | интерфейс USB2.0/3.0 |
| SP209i | 9 | 200 МГц (макс.), внешний такт до 50 МГц | 27 545 ₽ | промышленная версия: RS232/RS485/CAN/LIN |
| DSLogic U3Pro16 | 16 | до 1000 МГц | 37 116 ₽ | глубина памяти до 16 Гвыборок, USB3.0 |
| Digilent Analog Discovery 2 | не указано в карточке | не указано в карточке | 58 379 ₽ | осциллограф + генератор функций в одном корпусе |