逻辑分析仪结构中，包含一个存储控制单元，其中存储器的大小就表示了逻辑分析仪的存储深度。现代逻辑分析仪存储数据的带宽大多都非常巨大，例如广州致远电子有限公司的LAB6052逻辑分析仪的存储带宽为500MSps×32bit即16Gbps，而无论是数据传输(USB2.0数据速率为480Mbps)还是数据分析(PC软件)过程，都无法实时完成，因此，逻辑分析仪只能将数据先暂存在存储器中，然后再交给分析器分析。
如果需要不间断的捕捉数据流，则要求逻辑分析仪有足够大的存储器以便记录整个事件。存储深度与采样速度密切相关，您所需要的存储深度取决于要测量的总时间跨度和所要求的时间分辨率，单次测量的时间越长、采样频率越高所需求的存储深度就越大。
在传统模式下，存储深度×采样分辨率=采样时间，这意味着在保证采样分辨率的前提下，大的存储深度直接提高了单次采样时间，即能观察分析更多的波形数据;而在保证采样时间的条件下，则可以提高采样频率，观察到更真实的信号。
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