- 示波器的觸發(fā)功能的含義
- 多用于低頻信號的準確測量中
- 要點:觸發(fā)源、觸發(fā)點、觸發(fā)電平、觸發(fā)模式
觸發(fā)是數(shù)字示波器區(qū)別于模擬示波器的最大特征之一。數(shù)字示波器的觸發(fā)功能非常豐富,通過設置,用戶可以看到觸發(fā)前后的信號。 對于高速信號的分析,觸發(fā)應用較少,因為通常是捕獲很長時間的波形然后做眼圖和抖動分析。而對于低速信號的測量,觸發(fā)應用非常頻繁,因為通常會有很多雜訊需要被隔離。
示波器的采集存儲器是一個循環(huán)緩存,新的數(shù)據會不斷覆蓋老的數(shù)據,直到采集過程結束。觸發(fā)電路壞掉的示波器仍然可以工作,只是此時看到的波形在屏幕上來回“晃動”,或者說在屏幕上閃爍,這其實相當于將觸發(fā)模式設置為“Auto”狀態(tài)并把觸發(fā)電平設置得超過信號的最大或最小幅值。沒有觸發(fā)電路,這些采集的數(shù)據不斷地這樣新老交替,在屏幕上視覺上感覺波形在來回“晃動”。如圖一所示。
圖一 數(shù)字示波器的存儲器是循環(huán)緩存
Auto Setup是自動觸發(fā)設置,示波器根據被測信號的特點自動設置示波器的水平時基,垂直靈敏,偏置和觸發(fā)條件,使得波形能顯示在示波器上。如果不理解觸發(fā)的概念,通過Auto Setup的設置就開始觀察,測量的結果,甚至得出的結論都是不對的。
所謂觸發(fā),專業(yè)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)條件的唯一性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)。如圖二所示。在數(shù)字示波器中,觸發(fā)點可以位于采集存儲的記錄的任何位置。如圖一的右邊圖形,觸發(fā)點停留在采集存儲的中間時刻。
圖二 觸發(fā)的原理示意圖
為了更形象地理解觸發(fā),我們可以理解為:所謂觸發(fā),就是“在此刻停留”,或者說是“等待那一刻”。觸發(fā)電路可以理解為有一雙眼睛在注視在她面前走過的每一個人(信號流),當她看到她的意中人(觸發(fā)條件)時,她的眼睛凝視這個人,讓意中人停留在她注視的位置(觸發(fā)點)。但她會繼續(xù)尋找她的下一個意中人。 每次找到了意中人,她都會讓意中人在她注視的位置(觸發(fā)點)停留。因此,她的眼睛注視點(觸發(fā)點)的位置只停留那些意中人(滿足條件的波形)。[page]
關于觸發(fā)的幾個基本概念:
觸發(fā)源:就是以哪個通道的信號作為觸發(fā)對象。
觸發(fā)源可以是示波器的任意通道也可以是外部通道。如圖三所示選擇的觸發(fā)源為C2,即通道2。
在同時測量四路信號時,選擇哪種信號作為觸發(fā)源有時侯有一些技巧,這和希望調試的問題有關。例如需要同時查看六路信號的上電時序,但示波器只有四個通道,這時候可以通過兩次開機的單次觸發(fā)捕獲,先捕獲四路信號,并將這四路信號保存為數(shù)據文件使得能來重新調回示波器,然后再來捕獲三路信號,這兩次捕獲中以相同的上電復位信號作為觸發(fā)源使得波形能夠同步。
圖三 觸發(fā)設置界面——觸發(fā)源
觸發(fā)點:也叫觸發(fā)延遲,是示波器讓波形停留的時刻,也就是示波器上紅色的小三角對應的位置,如圖四所示,紅色圈中的小紅三角點就是觸發(fā)點。設置好觸發(fā)條件后,觸發(fā)點的位置對應的波形應都是滿足觸發(fā)條件的?;蛘哒f示波器讓滿足觸發(fā)條件的波形隔離在這個觸發(fā)點的位置。
關于觸發(fā)點的設置,有兩種方法,看個人的習慣而行:
一是觀察電源開機的軟啟動過程時的示波器設置,將觸發(fā)點移到示波器的靠近左邊的位置再設置好觸發(fā)條件后用單次觸發(fā),這樣可以充分利用示波器的存儲空間。
二是先將觸發(fā)點設置在中間位置以方便觀察和調節(jié),因為示波器的波形擴展時是以觸發(fā)點為對稱點展開的。有些示波器可以方便的進行設置,如力科示波器的面板上可以簡單的按一下Delay鍵使觸發(fā)點自動回到屏幕中間位置。
關于觸發(fā)點的設置,有兩種方法,看個人的習慣而行:
一是觀察電源開機的軟啟動過程時的示波器設置,將觸發(fā)點移到示波器的靠近左邊的位置再設置好觸發(fā)條件后用單次觸發(fā),這樣可以充分利用示波器的存儲空間。
二是先將觸發(fā)點設置在中間位置以方便觀察和調節(jié),因為示波器的波形擴展時是以觸發(fā)點為對稱點展開的。有些示波器可以方便的進行設置,如力科示波器的面板上可以簡單的按一下Delay鍵使觸發(fā)點自動回到屏幕中間位置。
圖四 觸發(fā)點對應示波器的位置及觸發(fā)電平的含義
觸發(fā)電平:是指信號需要達到該電平才能被觸發(fā)。在圖四中觸發(fā)電平為右邊紅色小三角的位置相對于零電平的幅值大小,即兩條白線之間的幅值,此例中該數(shù)值為圖中右下角紅色方框標示的1.00V這個數(shù)值。設置任何觸發(fā)條件都需要有一個具體的觸發(fā)電平。
觸發(fā)電平定義了信號是否滿足觸發(fā)條件的“事件”。 圖四中的信號有上升沿,但該上升沿不一定是觸發(fā)電路感興趣的事件。在上升沿觸發(fā)時,只有其在上升的過程中達到觸發(fā)電平的位置才認為是“事件”從而被“隔離”在觸發(fā)點。
觸發(fā)電平可以在Trigger菜單中設置,也可以通過面板上的旋鈕來調節(jié)。很多觸發(fā)方式的條件都是相對于觸發(fā)電平而言。譬如寬度觸發(fā),觸發(fā)電路識別的寬度(時間間隔)并不是上升沿的50%到下一個上升沿的50%,而是觸發(fā)電平穿越兩個上升沿的交叉點之間的時間間隔。如圖六所示,以藍線從觸發(fā)電平的位置穿越波形,和觸發(fā)點的位置對應的脈寬相交的兩個藍點之間的時間間隔為觸發(fā)條件滿足的寬度大小。在圖例中是3ns-10ns之間, 這也就是說觸發(fā)功能隔離了我們感興趣的3ns-10ns之間的脈沖寬度。 在示波器存儲深度很低的情況下,為了捕獲到MOSFET的最大值,并不是一次捕獲很長時間的VDS電壓信號來自動測量峰值,而是不斷地調節(jié)觸發(fā)電平的幅值,漸漸使觸發(fā)電平提高以查看是否能觸發(fā)到信號。
觸發(fā)電平定義了信號是否滿足觸發(fā)條件的“事件”。 圖四中的信號有上升沿,但該上升沿不一定是觸發(fā)電路感興趣的事件。在上升沿觸發(fā)時,只有其在上升的過程中達到觸發(fā)電平的位置才認為是“事件”從而被“隔離”在觸發(fā)點。
觸發(fā)電平可以在Trigger菜單中設置,也可以通過面板上的旋鈕來調節(jié)。很多觸發(fā)方式的條件都是相對于觸發(fā)電平而言。譬如寬度觸發(fā),觸發(fā)電路識別的寬度(時間間隔)并不是上升沿的50%到下一個上升沿的50%,而是觸發(fā)電平穿越兩個上升沿的交叉點之間的時間間隔。如圖六所示,以藍線從觸發(fā)電平的位置穿越波形,和觸發(fā)點的位置對應的脈寬相交的兩個藍點之間的時間間隔為觸發(fā)條件滿足的寬度大小。在圖例中是3ns-10ns之間, 這也就是說觸發(fā)功能隔離了我們感興趣的3ns-10ns之間的脈沖寬度。 在示波器存儲深度很低的情況下,為了捕獲到MOSFET的最大值,并不是一次捕獲很長時間的VDS電壓信號來自動測量峰值,而是不斷地調節(jié)觸發(fā)電平的幅值,漸漸使觸發(fā)電平提高以查看是否能觸發(fā)到信號。
圖五 示波器面板按鈕的觸發(fā)部分
觸發(fā)模式:示波器有四種觸發(fā)模式:Auto、Normal、Single和Stop。如圖五面板所示。
Auto是指不管是否滿足觸發(fā)條件,都實時刷新波形,這時候示波器的屏幕上的波形通??雌饋硎?ldquo;晃動”的。
Normal是指滿足觸發(fā)條件才觸發(fā),否則波形會靜止不動。有些示波器(如力科)在屏幕的右下角有紅色的提示:“Waiting for Trigger”。
Single指僅捕獲第一次滿足觸發(fā)條件的波形,捕獲后就停止。
Stop指強制讓波形靜止不動。圖五所示的面板上的綠色的TRIG等的閃爍快慢代表了觸發(fā)速率的快慢。
Auto是指不管是否滿足觸發(fā)條件,都實時刷新波形,這時候示波器的屏幕上的波形通??雌饋硎?ldquo;晃動”的。
Normal是指滿足觸發(fā)條件才觸發(fā),否則波形會靜止不動。有些示波器(如力科)在屏幕的右下角有紅色的提示:“Waiting for Trigger”。
Single指僅捕獲第一次滿足觸發(fā)條件的波形,捕獲后就停止。
Stop指強制讓波形靜止不動。圖五所示的面板上的綠色的TRIG等的閃爍快慢代表了觸發(fā)速率的快慢。
圖六 寬度觸發(fā)中寬度的是如何定義的