¿Qué es un analizador lógico?

Si está buscando una introducción a los analizadores lógicos, ¡no busque más! En esta publicación de blog, discutiremos qué es un analizador lógico, para qué se usa y algunas de las características que debe buscar al comprar uno. También le brindaremos algunos consejos sobre cómo comenzar a usar su nuevo analizador lógico.

¿Qué es un analizador lógico?

En términos simples, un analizador lógico es como tener una máquina de rayos X para electrónica. Esto significa que puede echar un vistazo «dentro» de un circuito y ver lo que está pasando sin tener que abrir el dispositivo. Esto es extremadamente útil para la resolución de problemas o la depuración.

Los analizadores lógicos también son muy útiles cuando se trata de aplicar ingeniería inversa a un equipo. Al poder ver la comunicación entre las diferentes partes de un circuito, puede comenzar a comprender cómo funciona el dispositivo y qué hace cada componente. [1]

La mayoría de los analizadores lógicos tienen dos partes: el hardware, que se conecta a su circuito, y el software, que se ejecuta en su computadora. El hardware recopila datos de su circuito y los envía a la computadora, donde el software los muestra de una manera que usted puede entender.

Los analizadores lógicos son ahora una herramienta esencial para depurar la electrónica digital. Se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, como ingeniería informática, telecomunicaciones, electrónica automotriz y electrónica de consumo. Estos analizadores están disponibles en una variedad de factores de forma, desde unidades portátiles hasta unidades de sobremesa y unidades modulares que pueden configurarse para aplicaciones específicas.

Historia del desarrollo

El primer analizador lógico fue creado en 1974 por Jerry Ungerman y Dave Cronquist. Esta herramienta se diseñó originalmente para depurar el hardware de las primeras computadoras personales, como la Altair 88000. El primer analizador lógico comercial fue presentado en 1976 por Hewlett Packard. Estos analizadores se utilizaron más ampliamente en la década de 1980 cuando la electrónica digital se volvió más común. La cantidad de canales del analizador lógico y la velocidad a la que podían muestrear datos aumentaron drásticamente durante este período de tiempo.

Más tarde, en la década de 1990, los analizadores lógicos comenzaron a incorporar funciones como la decodificación de protocolos y las secuencias de activación. Esto permitió a los ingenieros no solo ver la señal digital sino también comprender el significado de esa señal.

A medida que la electrónica digital se ha vuelto más compleja, los analizadores han evolucionado para satisfacer las necesidades de los ingenieros. Hoy en día, los analizadores lógicos se utilizan ampliamente en una variedad de industrias, como la automotriz, aeroespacial y de comunicaciones.

Tipos de analizadores lógicos

Hay varios tipos de analizadores lógicos, pero todos hacen esencialmente lo mismo. Algunos analizadores son dispositivos independientes, mientras que otros son software que se instala en una computadora. Los dispositivos independientes suelen ser más caros, pero también son más versátiles y se pueden utilizar para una gama más amplia de tareas.

• Un analizador digital es un tipo que muestrea las señales digitales en un equipo electrónico y luego muestra los datos en un formato que es fácil de entender. Este tipo de analizador es muy útil para solucionar problemas de circuitos digitales.
• Los analizadores analógicos se utilizan para medir señales analógicas. Estas señales pueden ser cualquier cosa, desde voltaje hasta corriente. Los analizadores analógicos se utilizan a menudo en aplicaciones de audio. Se pueden utilizar para medir la calidad de una señal de audio y para identificar cualquier problema con la señal.
• Los analizadores de señal mixta se utilizan para medir señales digitales y analógicas. Este tipo es el más versátil y se puede utilizar para una amplia variedad de tareas. Por ejemplo, si estuviera solucionando problemas en un circuito que tenía señales tanto digitales como analógicas, necesitaría un analizador de señal mixta.

Los analizadores digitales se pueden clasificar en dos tipos: los que utilizan un método de muestreo y los que utilizan un método de disparo.

• Los analizadores de muestreo muestrean la señal a una tasa fija y luego almacenan las muestras en un búfer. La ventaja de este tipo es que se puede utilizar para capturar señales muy rápidas. Sin embargo, la desventaja de este tipo es que solo puede capturar un número finito de muestras.
• Los analizadores basados ​​en disparadores, por otro lado, no muestrean la señal a una tasa fija. En cambio, esperan que ocurra un evento o condición específica antes de comenzar a muestrear la señal. La ventaja de este tipo es que puede capturar señales muy complejas. El único inconveniente es que puede llevar más tiempo capturar una señal con un analizador lógico basado en disparadores.

Hay una clasificación más:

• Analizadores basados ​​en PC – estos son el tipo más común. Los analizadores lógicos basados ​​en PC se conectan a una computadora a través de una conexión USB o Ethernet. Una vez conectados, se pueden utilizar para capturar señales digitales o analógicas. Los analizadores basados ​​en PC suelen tener una amplia gama de funciones.
• Analizadores lógicos embebidos – estos son analizadores que están integrados en un sistema. Los analizadores integrados tienen la ventaja de poder capturar señales sin necesidad de una computadora. Sin embargo, normalmente tienen un número limitado de funciones.
• Analizadores lógicos portátiles – estos son analizadores que se pueden sostener en la mano. Los analizadores de mano se utilizan normalmente para solucionar problemas de dispositivos portátiles como teléfonos móviles y PDA. Por lo general, son pequeños y livianos y se pueden usar para capturar señales digitales o analógicas. [1]

Aplicaciones del analizador lógico

Existe una amplia gama de aplicaciones potenciales para los analizadores lógicos.

Algunos de los casos de uso más comunes incluyen: [1]

• Verificación del comportamiento de los circuitos digitales. – si un diseño no se comporta como se esperaba, se puede utilizar un analizador lógico para observar las formas de onda de las señales digitales en el circuito e identificar la causa raíz del problema.

• Depuración de circuitos digitales – se puede utilizar un analizador lógico para observar y depurar sistemas digitales complejos proporcionando información sobre el comportamiento de señales y componentes individuales dentro del sistema.
• Perfilado de sistemas digitales – se puede utilizar un analizador lógico para medir el rendimiento de los sistemas digitales observando la temporización y el comportamiento de las señales dentro del sistema.
• Análisis de protocolos de comunicación de sistemas embebidos – Se puede utilizar un analizador lógico para decodificar y analizar los protocolos de comunicación utilizados por los sistemas integrados, como I²C, SPI, UART y CAN.
• Medición de las características de tiempo de las señales digitales – puede utilizarse un analizador lógico para medir el tiempo de subida, el tiempo de caída, el retardo de propagación y otras características de temporización de las señales digitales.
• Monitoreo del tráfico de autobuses – Se puede usar un analizador lógico para observar el tráfico en buses como PCI Express, USB y Ethernet.

Los analizadores lógicos son una herramienta esencial para cualquiera que trabaje con circuitos digitales. Si está trabajando con electrónica digital, un analizador lógico es una herramienta que necesita en su caja de herramientas.

Pros y contras de usar un analizador lógico

Hay algunas ventajas definidas en el uso de un analizador lógico.

Ventajas:

• Un analizador lógico puede ahorrarle mucho tiempo al ayudarlo a depurar su circuito de manera rápida y eficiente.
• Un analizador lógico también es muy útil para analizar señales digitales complejas.
• Otra ventaja de usar un analizador lógico es que se puede usar para verificar la funcionalidad de un diseño antes de implementarlo en el hardware.
• Es conveniente registrar y guardar los datos recopilados por un analizador lógico para futuras consultas.

Sin embargo, también existen algunas desventajas en el uso de un analizador lógico.

Contras:

• Una de las principales desventajas de usar un analizador lógico es que puede ser bastante costoso.
• Otra desventaja es que pueden ser complejos de usar y pueden requerir algo de capacitación para usarlos de manera efectiva.
• Los analizadores lógicos también requieren una cierta cantidad de tiempo de configuración y pueden no ser adecuados para el análisis en tiempo real.

En general, las ventajas de usar un analizador lógico superan las desventajas. Si está trabajando con circuitos digitales, un analizador lógico puede ser una herramienta valiosa en su arsenal de depuración.

Características del analizador lógico

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• Estos analizadores suelen tener entre dos y cientos de canales de entrada que pueden ser sondas conectadas al dispositivo bajo prueba o directamente a circuitos integrados en una placa.
• Tienen búferes profundos que pueden muestrear datos a velocidades muy altas (a menudo cientos de MHz) durante largos períodos de tiempo (de segundos a horas). Esto es necesario porque, a menudo, el comportamiento que se analiza solo ocurre con poca frecuencia o esporádicamente.
• La memoria intermedia generalmente es propiedad del proveedor del analizador lógico.
• Algunos analizadores tienen la capacidad de activar patrones específicos en los datos y capturar solo una parte del total de datos adquiridos. Esto es útil para analizar problemas intermitentes o para capturar eventos raros.
• Otros tienen un hardware especial que les permite hacer cosas como realizar cálculos en tiempo real sobre los datos capturados o generar estímulos de prueba basados ​​en los datos capturados.
• Los analizadores lógicos generalmente están controlados por una computadora personal que ejecuta un software de análisis proporcionado por el proveedor del analizador lógico.
• Este software permite al usuario hacer cosas como definir activadores, mostrar y analizar datos y exportar datos para su posterior análisis.
• Una de las ventajas de los analizadores es que se pueden utilizar para depurar todo tipo de sistemas digitales. Por ejemplo, se pueden usar para depurar protocolos de bus, algoritmos de procesamiento de señales digitales y software integrado. También son útiles para analizar el comportamiento a nivel del sistema y para depurar diseños de FPGA.

Preguntas más frecuentes

¿Qué debo buscar en un analizador lógico?

Hay algunas cosas que debe tener en cuenta al comprar un analizador lógico. El primero es el número de canales que necesita. El segundo es la frecuencia de muestreo, que es la frecuencia con la que el analizador lógico toma una lectura. Y, por último, asegúrese de comprobar la profundidad de la memoria, que es la cantidad de datos que puede almacenar el analizador.

Otra consideración importante es el soporte de protocolo. Si está trabajando con un tipo específico de protocolo, como I²C o SPI, querrá asegurarse de que su analizador lógico pueda decodificarlo. De lo contrario, ¡solo verás un montón de números sin sentido!

¿Necesito un analizador lógico?

Si recién está comenzando con la electrónica, es posible que no necesite un analizador lógico de inmediato. Pero si se encuentra depurando circuitos digitales complejos, es una herramienta invaluable. Los analizadores lógicos pueden ahorrarle mucho tiempo y frustración al ayudarlo a descubrir qué sucede en su circuito.

¿Se puede utilizar un analizador lógico como osciloscopio?

Sí, puede usar un analizador lógico como osciloscopio. De hecho, muchos analizadores tienen osciloscopios incorporados. Sin embargo, tenga en cuenta que un analizador lógico no está diseñado para reemplazar a un osciloscopio. Se utiliza mejor para analizar señales digitales en lugar de formas de onda analógicas.

¿Qué es un analizador lógico USB?

Un analizador lógico USB es un tipo que se conecta a una computadora a través de USB. Esto lo hace conveniente para usar con computadoras portátiles u otras computadoras portátiles. Los analizadores USB se utilizan a menudo para depurar sistemas integrados o para analizar señales digitales de alta velocidad.

¿Necesito un software especial para usar un analizador lógico?

La mayoría de los analizadores lógicos vienen con su propio software, que se utiliza para controlar el analizador y ver los datos. Sin embargo, algunos analizadores se pueden usar con software de terceros, como Sigrok o LogicPort.

¿Necesito un cable especial para usar un analizador lógico?

No, no necesita un cable especial para usar un analizador lógico. La mayoría de los analizadores utilizan cables estándar, como USB o Ethernet.

Video Útil: ¿Qué es un Analizador Lógico? | Prodigy Technovations

Pensamientos finales

En este artículo, hemos cubierto qué es un analizador lógico y cómo se puede usar para ayudarlo a solucionar problemas de circuitos digitales. Con este conocimiento en la mano, podrá aprovechar al máximo su analizador lógico en su próximo proyecto.

Un analizador lógico es una herramienta poderosa que se puede usar para depurar y probar circuitos digitales. Si bien puede no ser necesario para todos los proyectos, puede ahorrar mucho tiempo y frustración al solucionar problemas complejos.

Además del uso tradicional de un analizador lógico, algunos modelos más nuevos incluyen funciones como decodificación de protocolos y condiciones de activación. Estos pueden ser extremadamente útiles cuando se trabaja con protocolos en serie o se depuran problemas sensibles al tiempo.

Al comprar un analizador lógico, es importante considerar las funciones que son más importantes para sus necesidades. Hay muchos modelos diferentes en el mercado, así que asegúrese de investigar antes de realizar una compra.

Ahora que sabe un poco más sobre los analizadores lógicos y cómo se pueden usar, ¡así que salga y comience a usar uno en su próximo proyecto!

Con suerte, este artículo ha ayudado a desmitificar este útil equipo y considerará agregar uno a su conjunto de herramientas electrónicas. ¡Gracias por leer!

¿Cuáles son sus pensamientos sobre los analizadores lógicos? ¿Has usado uno antes? Como siempre, si tiene alguna pregunta o comentario, no dude en comunicarse con nosotros en nuestro sitio web o redes sociales. ¡Nos encantaría saber de usted!

Referencias:

1. https://www.electronics-notes.com/articles/test-methods/logic-analyzer/basics-tutorial.php
2. https://articles.saleae.com/logic-analyzers/what-is-a-logic-analyzer