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数字示波器触发功能介绍

更新时间:2023-12-29   点击次数:596次

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在示波器面板上,功能键中,除去那个旋钮之外,应该就是触发按钮(trigger)了,而对示波器的用户来说,触发也是使用频率最高的一个按钮了。有一句话叫,玩不好触发,你就不算会用示波器,可见触发功能在示波器的使用中的重要意义。

  在现在部分高速信号中,触发功能的使用频率降低了不少,捕获波形靠的更多是示波器自身硬件的指标。不过,这些并不影响触发是示波器非常重要的特征之一,因为示波器具有强大的触发功能,所以能够用于异常信号捕获和电路故障调试。示波器的触发有两个重要作用:捕获感兴趣的信号波形和确定时间参考零点,稳定显示波形。多数情况下,经过触发后才能稳定可靠的分析波形。

  触发是数字示波器区别于模拟示波器的最大特征之一。数字示波器的触发功能非常地丰富,通过触发设置使用户可以看到触发前的信号也可以看到触发后的信号。所谓触发,按专业上的解释是:按照需求设置一定的触发条件,当波形流中的某一个波形满足这一条件时,示波器即实时捕获该波形和其相邻部分,并显示在屏幕上。 触发条件的是精确捕获的首要条件。为了观察特定波形之前发生的更多事件,把触发点往显示窗口右方推移一段时间,即是延迟触发;为了了解特定波形之后发生的更多事件,把触发点往显示窗口左方推移一段时间,即是超前触发。

  示波器的触发"就是使得示波器的扫描与被观测信号同步,从而显示稳定的波形。为满足不同的观测需要,需要不同的触发模式"。现在随着示波器观察波形的复杂性不断提升,触发的模式也越来越多,比如触发释抑(Hold Off)边沿(Edge)触发,边沿再边沿(Edge Then Edge)触发,边沿转换时间(Edge Transition)触发,毛刺(Glitch)触发,码型和状态(Pattern/State)触发,脉冲宽度(Pulse Width)触发、矮电平(Runt)触发,建立时间和保持时间(Setup and Hold)触发,超时(Timeout)触发,串行和协议触发(Serial)触发等等。

  示波器的基本触发模式有三种:

  第一种是自动模式(AUTO)",在这种模式下,当触发没有发生时,示波器的扫描系统会根据设定的扫描速率自动进行扫描;而当有触发发生时,扫描系统会尽量按信号的频率进行扫描,所以在这种模式下不论触发条件是否满足,示波器都会产生扫描,都可以在屏幕上可以看到有变化的扫描线,这是这种模式的特点。

  第二种是正常模式/常规模式(NORM)",这种模式与自动模式不同,在这种模式下示波器只有当触发条件满足了才进行扫描,如果没有触发,就不进行扫描。因此在这种模式下如果没有触发的话,对于模拟示波器会看不到扫描线,屏幕上什么都没有,对于数字示波器会看不到波形更新,不了解这一点常常会以为是信号没连上或什么其他故障。

  第三种是单次模式(SINGLE)",这种模式与正常模式"有点类似,就是只有当触发条件满足时才产生扫描,否则扫描。而不同之处在于,这种扫描但产生并完成后,示波器的扫描系统即进入一种休止状态,即使后面再有满足触发条件的信号出现也不再进行扫描,也就是触发一次只扫描一次,即单次,必须通过手工的方法将扫描系统重启,才能产生下一次触发。显然,对于普通模拟示波器而言在这种模式下您经常会发现什么也看不到,因为波形一闪而过,示波器不能将其保留,在多数场合这种模式没有什么用。以上三种触发模式是绝大多数示波器都会提供。

  在实际使用中,不同触发模式的选择要依据被观测信号特性和观测的内容作出判断,并没有什么固定的规则,而往往是一个交互的过程,即通过选择不同的触发模式了解信号的特性,又根据信号的特性和想要观测的内容选择有效的触发模式。在这个过程中最重要的是要理解不同触发模式的工作机制,了解被观测信号的特点以及明确所要观测的内容。

示波器触发:常规触发何时不常
示波器有两种主要的触发模式:自动(AUTO)模式和常规(NORMAL)模式。不过,常规模式不是通常使用的触发模式。自动模式才是。目前所有的示波器中,默认的触发模式都是自动模式。现在示波器用户对于使用哪种触发模式有很多困惑。我们首先来定义这些术语的含义,然后讨论这些触发模式的名称来源。

  自动源自英文“automatic"。在自动触发模式中,一旦满足触发条件,例如遇到上升沿,则示波器将在被测信号上触发。但是如果在预先定义的一段时间内没有发生触发条件,那么示波器将开始生成自己的自动触发--它与被测信号并不同步。这意味着当触发发生后,示波器有可能显示一片模糊的波形。因此如果默认触发模式始终是自动模式,您为什么想要看到有可能模糊不清的一片波形?一个原因是,一片模糊的波形将为您显示信号相对触发电平的位置。您的触发电平可能设置在被测信号之上(太高)或之下(太低)。使用自动触发,您可以看到错误并加以调整。设置示波器是一个循环往复的过程--查看显示结果,然后进行调整(V/格、秒/格、触发电平等),直到达到正确设置。自动触发模式作为默认触发模式的另一个原因是,您可能只想查看电源的直流电平。示波器不能在直流信号上触发,除非直流信号中包含大量开关噪声(但是这样它也就不算是纯粹的直流信号了)

  常规触发模式表示示波器当且仅当达到触发条件时触发。如果您设置的触发电平高于或低于被测信号,那么在示波器屏幕上看到的将是一片空白。那么何时才应使用常规触发呢?如果您想要触发的信号出现频次非常少,也许三秒钟才出现一次,那么您应该使用常规触发模式。这样,只有在触发事件发生时,示波器才会显示信号的同步波形,而在符合条件的触发事件之间不会发生自动触发,避免显示一片模糊的波形。

  这种触发模式为什么称为常规触发?我只能猜猜。回溯过去模拟示波器占统治地位的时代,这种触发模式不叫常规触发。它当时称为触发扫描模式,不是吗?当满足触发条件时,例如出现上升沿,模拟示波器将触发次线性扫描,使用电子波束扫描示波器的阴极射线管(CRT)。但是当数字存储示波器(DSO) 30 年前问世后,示波器屏幕上显示的波形从电子波束的扫描(激发 CRT 上的荧光粉)变成使用模数转换器(ADC)对离散的波形点进行数字化和存储,然后将其作为示波器屏幕上的像素进行显示。由于技术更*示波器不再提供扫描功能,大多数示波器厂家开始把它叫做触发模式",而不是扫描"模式。如果他们一直在使用这个同样古老的模拟示波器术语,它将变成触发"触发模式,听起来有些啰嗦。因此有些擅长市场营销的人说:让我们把它称为常规触发模式吧"--也许是因为在需要设置特定触发条件时,人们常使用的触发模式吧。

  注意,有些 DSO 仍将其称为自动和触发扫描模式。