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數字示波器觸發(fā)功能介紹

更新時間:2023-12-29   點擊次數:920次

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在示波器面板上,功能鍵中,除去那個旋鈕之外,應該就是觸發(fā)按鈕(trigger)了,而對示波器的用戶來說,觸發(fā)也是使用頻率最高的一個按鈕了。有一句話叫,玩不好觸發(fā),你就不算會用示波器,可見觸發(fā)功能在示波器的使用中的重要意義。

  在現在部分高速信號中,觸發(fā)功能的使用頻率降低了不少,捕獲波形靠的更多是示波器自身硬件的指標。不過,這些并不影響觸發(fā)是示波器非常重要的特征之一,因為示波器具有強大的觸發(fā)功能,所以能夠用于異常信號捕獲和電路故障調試。示波器的觸發(fā)有兩個重要作用:捕獲感興趣的信號波形和確定時間參考零點,穩(wěn)定顯示波形。多數情況下,經過觸發(fā)后才能穩(wěn)定可靠的分析波形。

  觸發(fā)是數字示波器區(qū)別于模擬示波器的最大特征之一。數字示波器的觸發(fā)功能非常地豐富,通過觸發(fā)設置使用戶可以看到觸發(fā)前的信號也可以看到觸發(fā)后的信號。所謂觸發(fā),按專業(yè)上的解釋是:按照需求設置一定的觸發(fā)條件,當波形流中的某一個波形滿足這一條件時,示波器即實時捕獲該波形和其相鄰部分,并顯示在屏幕上。 觸發(fā)條件的是精確捕獲的首要條件。為了觀察特定波形之前發(fā)生的更多事件,把觸發(fā)點往顯示窗口右方推移一段時間,即是延遲觸發(fā);為了了解特定波形之后發(fā)生的更多事件,把觸發(fā)點往顯示窗口左方推移一段時間,即是超前觸發(fā)。

  示波器的觸發(fā)"就是使得示波器的掃描與被觀測信號同步,從而顯示穩(wěn)定的波形。為滿足不同的觀測需要,需要不同的觸發(fā)模式"。現在隨著示波器觀察波形的復雜性不斷提升,觸發(fā)的模式也越來越多,比如觸發(fā)釋抑(Hold Off),邊沿(Edge)觸發(fā),邊沿再邊沿(Edge Then Edge)觸發(fā),邊沿轉換時間(Edge Transition)觸發(fā),毛刺(Glitch)觸發(fā),碼型和狀態(tài)(Pattern/State)觸發(fā),脈沖寬度(Pulse Width)觸發(fā)、矮電平(Runt)觸發(fā),建立時間和保持時間(Setup and Hold)觸發(fā),超時(Timeout)觸發(fā),串行和協(xié)議觸發(fā)(Serial)觸發(fā)等等。

  示波器的基本觸發(fā)模式有三種:

  第一種是自動模式(AUTO)",在這種模式下,當觸發(fā)沒有發(fā)生時,示波器的掃描系統(tǒng)會根據設定的掃描速率自動進行掃描;而當有觸發(fā)發(fā)生時,掃描系統(tǒng)會盡量按信號的頻率進行掃描,所以在這種模式下不論觸發(fā)條件是否滿足,示波器都會產生掃描,都可以在屏幕上可以看到有變化的掃描線,這是這種模式的特點。

  第二種是正常模式/常規(guī)模式(NORM)",這種模式與自動模式不同,在這種模式下示波器只有當觸發(fā)條件滿足了才進行掃描,如果沒有觸發(fā),就不進行掃描。因此在這種模式下如果沒有觸發(fā)的話,對于模擬示波器會看不到掃描線,屏幕上什么都沒有,對于數字示波器會看不到波形更新,不了解這一點常常會以為是信號沒連上或什么其他故障。

  第三種是單次模式(SINGLE)",這種模式與正常模式"有點類似,就是只有當觸發(fā)條件滿足時才產生掃描,否則掃描。而不同之處在于,這種掃描但產生并完成后,示波器的掃描系統(tǒng)即進入一種休止狀態(tài),即使后面再有滿足觸發(fā)條件的信號出現也不再進行掃描,也就是觸發(fā)一次只掃描一次,即單次,必須通過手工的方法將掃描系統(tǒng)重啟,才能產生下一次觸發(fā)。顯然,對于普通模擬示波器而言在這種模式下您經常會發(fā)現什么也看不到,因為波形一閃而過,示波器不能將其保留,在多數場合這種模式沒有什么用。以上三種觸發(fā)模式是絕大多數示波器都會提供。

  在實際使用中,不同觸發(fā)模式的選擇要依據被觀測信號特性和觀測的內容作出判斷,并沒有什么固定的規(guī)則,而往往是一個交互的過程,即通過選擇不同的觸發(fā)模式了解信號的特性,又根據信號的特性和想要觀測的內容選擇有效的觸發(fā)模式。在這個過程中最重要的是要理解不同觸發(fā)模式的工作機制,了解被觀測信號的特點以及明確所要觀測的內容。

示波器觸發(fā):常規(guī)觸發(fā)何時不常規(guī)?
示波器有兩種主要的觸發(fā)模式:自動(AUTO)模式和常規(guī)(NORMAL)模式。不過,常規(guī)模式不是通常使用的觸發(fā)模式。自動模式才是。目前所有的示波器中,默認的觸發(fā)模式都是自動模式?,F在示波器用戶對于使用哪種觸發(fā)模式有很多困惑。我們首先來定義這些術語的含義,然后討論這些觸發(fā)模式的名稱來源。

  自動源自英文“automatic"。在自動觸發(fā)模式中,一旦滿足觸發(fā)條件,例如遇到上升沿,則示波器將在被測信號上觸發(fā)。但是如果在預先定義的一段時間內沒有發(fā)生觸發(fā)條件,那么示波器將開始生成自己的自動觸發(fā)--它與被測信號并不同步。這意味著當觸發(fā)發(fā)生后,示波器有可能顯示一片模糊的波形。因此如果默認觸發(fā)模式始終是自動模式,您為什么想要看到有可能模糊不清的一片波形?一個原因是,一片模糊的波形將為您顯示信號相對觸發(fā)電平的位置。您的觸發(fā)電平可能設置在被測信號之上(太高)或之下(太低)。使用自動觸發(fā),您可以看到錯誤并加以調整。設置示波器是一個循環(huán)往復的過程--查看顯示結果,然后進行調整(V/格、秒/格、觸發(fā)電平等),直到達到正確設置。自動觸發(fā)模式作為默認觸發(fā)模式的另一個原因是,您可能只想查看電源的直流電平。示波器不能在直流信號上觸發(fā),除非直流信號中包含大量開關噪聲(但是這樣它也就不算是純粹的直流信號了)。

  常規(guī)觸發(fā)模式表示示波器當且僅當達到觸發(fā)條件時觸發(fā)。如果您設置的觸發(fā)電平高于或低于被測信號,那么在示波器屏幕上看到的將是一片空白。那么何時才應使用常規(guī)觸發(fā)呢?如果您想要觸發(fā)的信號出現頻次非常少,也許三秒鐘才出現一次,那么您應該使用常規(guī)觸發(fā)模式。這樣,只有在觸發(fā)事件發(fā)生時,示波器才會顯示信號的同步波形,而在符合條件的觸發(fā)事件之間不會發(fā)生自動觸發(fā),避免顯示一片模糊的波形。

  這種觸發(fā)模式為什么稱為常規(guī)觸發(fā)?我只能猜猜?;厮葸^去模擬示波器占統(tǒng)治地位的時代,這種觸發(fā)模式不叫常規(guī)觸發(fā)。它當時稱為觸發(fā)掃描模式,不是嗎?當滿足觸發(fā)條件時,例如出現上升沿,模擬示波器將觸發(fā)次線性掃描,使用電子波束掃描示波器的陰極射線管(CRT)。但是當數字存儲示波器(DSO) 30 年前問世后,示波器屏幕上顯示的波形從電子波束的掃描(激發(fā) CRT 上的熒光粉)變成使用模數轉換器(ADC)對離散的波形點進行數字化和存儲,然后將其作為示波器屏幕上的像素進行顯示。由于技術更*示波器不再提供掃描功能,大多數示波器廠家開始把它叫做觸發(fā)模式",而不是掃描"模式。如果他們一直在使用這個同樣古老的模擬示波器術語,它將變成觸發(fā)"觸發(fā)模式,聽起來有些啰嗦。因此有些擅長市場營銷的人說:讓我們把它稱為常規(guī)觸發(fā)模式吧"--也許是因為在需要設置特定觸發(fā)條件時,人們常使用的觸發(fā)模式吧。

  注意,有些 DSO 仍將其稱為自動和觸發(fā)掃描模式。