探頭在邏輯分析儀中起著什麼作用

邏輯分析儀一般由四部分組成，探頭，信號處理，數據采集，數據顯示。如圖 1所示:

圖 1 便攜式邏輯分析儀的硬件結構
探頭的選擇是測量信號的第一個環節。使用一個不合適的或者不良的探頭則會影響測量結果。因此要確保探頭對被測回路的影響最小。
用戶在選擇以及使用邏輯分析儀時，不僅要關注上位機軟件的協議解碼的功能，同時要注意以下幾個方麵。
1.1測量線的形式
各廠商標配的測量線樣式不一，長度大約都在20cm以上，有單端線，屏蔽線兩種。

圖 2 單端線和屏蔽線
單端線和屏蔽線對比

1.2測量帶寬
廠商會在使用說明書中給出帶寬參數，如下圖所示。邏輯分析的帶寬暫時沒有一個明確的定義：根據筆者的經驗，該帶寬值取決於異步采樣率/2、同步采樣率、探頭帶寬三者中的最小值。
不同廠商給出的帶寬

注意：為了能夠準確測量信號，建議選擇帶寬值為實際測量信號頻率的2倍以上。
一段1英尺(約25.4cm)的單端測量線在不做匹配的情況下，測量10MHz以內的信號，引入的測量誤差可以忽略，經過簡單匹配後， 可以測量30M Hz以內的信號。
考慮到用戶接線方便，國內邏輯分析儀LA2000A係列的采用了單端測量線，同時又對測量線和測主機進行了信號匹配，可測量高達80M Hz的TTL電平信號。
LAB7000係列的測量線采用屏蔽測量線，實際帶寬高達670 MHz，高出測量帶寬250M Hz的兩倍。可確保信號準確無誤地被采集。
1.3振鈴、線間串擾
邏輯分析儀的輸入通道數通常有多個。當測量多根信號線時，由測量線引入的振鈴、串擾不可忽視。如圖 3所示，一個低頻的方波信號，受到另外一個高速，高頻的信號串擾。

圖 3 明顯的串擾波形
根據經驗，在測試10M Hz以下的信號時，可以不必考慮單端測量線帶來的幹擾。
被測信號速率在30M~100M Hz，使用單端測量線時，可能會采集到異常信號。這時，應首先排除測量線帶來的影響，選用屏蔽線進行測量。
當被測信號速率大於100MHz時，用戶一定使用帶屏蔽層的測量線，且將屏蔽層接到信號地。倘若屏蔽層沒有接地，則和單端線一樣，仍會受到其它信號的幹擾，以及幹擾其它的信號。
1.4探頭的耐用性
測量線由插頭和線組成。常見的測量線是由杜邦頭+ 26AWG 7芯鍍錫線組成，杜邦頭屬於衝壓件，金屬簧片的柔韌性差，多次插拔之後容易出現鬆動，接觸不良的現象。優點就是價格便宜，可以輕易獲取。

圖 4 杜邦線插頭
LA2000A係列標配的測量線，插頭由三層結構組成：絕緣塑料套，一體成型鍍金銅套，兩片高彈性鍍金簧片。

圖 5 ZLG定製2.54mm插頭
鍍金簧片可以有效與被測信號的排針形成麵接觸，且可以確保在多次插拔後保持一定的可靠性，避免接觸不良。線材采用26AWG 號18芯鍍銀銅線組成，具有良好的電氣性能。同時經過拉力測試、搖擺測試、彎折測試確保線材不易損壞和折斷。