第三講 示波器基礎之觸發功能(上)
發布時間:2009-12-18 來源:美國力科公司深圳代表處
中心議題:
觸發是數字示波器區別於模擬示波器的最大特征之一。數字示波器的觸發功能非常豐富,通過設置,用戶可以看到觸發前後的信號。 對(dui)於(yu)高(gao)速(su)信(xin)號(hao)的(de)分(fen)析(xi),觸(chu)發(fa)應(ying)用(yong)較(jiao)少(shao),因(yin)為(wei)通(tong)常(chang)是(shi)捕(bu)獲(huo)很(hen)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)波(bo)形(xing)然(ran)後(hou)做(zuo)眼(yan)圖(tu)和(he)抖(dou)動(dong)分(fen)析(xi)。而(er)對(dui)於(yu)低(di)速(su)信(xin)號(hao)的(de)測(ce)量(liang),觸(chu)發(fa)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)頻(pin)繁(fan),因(yin)為(wei)通(tong)常(chang)會(hui)有(you)很(hen)多(duo)雜(za)訊(xun)需(xu)要(yao)被(bei)隔(ge)離(li)。
示(shi)波(bo)器(qi)的(de)采(cai)集(ji)存(cun)儲(chu)器(qi)是(shi)一(yi)個(ge)循(xun)環(huan)緩(huan)存(cun),新(xin)的(de)數(shu)據(ju)會(hui)不(bu)斷(duan)覆(fu)蓋(gai)老(lao)的(de)數(shu)據(ju),直(zhi)到(dao)采(cai)集(ji)過(guo)程(cheng)結(jie)束(shu)。觸(chu)發(fa)電(dian)路(lu)壞(huai)掉(diao)的(de)示(shi)波(bo)器(qi)仍(reng)然(ran)可(ke)以(yi)工(gong)作(zuo),隻(zhi)是(shi)此(ci)時(shi)看(kan)到(dao)的(de)波(bo)形(xing)在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)來(lai)回(hui)“晃動”,或者說在屏幕上閃爍,這其實相當於將觸發模式設置為“Auto”狀(zhuang)態(tai)並(bing)把(ba)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)設(she)置(zhi)得(de)超(chao)過(guo)信(xin)號(hao)的(de)最(zui)大(da)或(huo)最(zui)小(xiao)幅(fu)值(zhi)。沒(mei)有(you)觸(chu)發(fa)電(dian)路(lu),這(zhe)些(xie)采(cai)集(ji)的(de)數(shu)據(ju)不(bu)斷(duan)地(di)這(zhe)樣(yang)新(xin)老(lao)交(jiao)替(ti),在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)視(shi)覺(jiao)上(shang)感(gan)覺(jiao)波(bo)形(xing)在(zai)來(lai)回(hui)“晃動”。如圖一所示。
Auto Setup是shi自zi動dong觸chu發fa設she置zhi,示shi波bo器qi根gen據ju被bei測ce信xin號hao的de特te點dian自zi動dong設she置zhi示shi波bo器qi的de水shui平ping時shi基ji,垂chui直zhi靈ling敏min,偏pian置zhi和he觸chu發fa條tiao件jian,使shi得de波bo形xing能neng顯xian示shi在zai示shi波bo器qi上shang。如ru果guo不bu理li解jie觸chu發fa的de概gai念nian,通tong過guoAuto 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,專業的解釋是:anzhaoxuqiushezhiyidingdechufatiaojian,dangboxingliuzhongdemouyigeboxingmanzuzheyitiaojianshi,shiboqijishishibuhuogaiboxingheqixianglinbufen,bingxianshizaipingmushang。chufatiaojiandeweiyixingshijingquebuhuodeshouyaotiaojian。weileguanchatedingboxingzhiqianfashengdegengduoshijian,bachufadianwangxianshichuangkouyoufangtuiyiyiduanshijian,jishiyanchichufa;為wei了le了le解jie特te定ding波bo形xing之zhi後hou發fa生sheng的de更geng多duo事shi件jian,把ba觸chu發fa點dian往wang顯xian示shi窗chuang口kou左zuo方fang推tui移yi一yi段duan時shi間jian,即ji是shi超chao前qian觸chu發fa。如ru圖tu二er所suo示shi。在zai數shu字zi示shi波bo器qi中zhong,觸chu發fa點dian可ke以yi位wei於yu采cai集ji存cun儲chu的de記ji錄lu的de任ren何he位wei置zhi。如ru圖tu一yi的de右you邊bian圖tu形xing,觸chu發fa點dian停ting留liu在zai采cai集ji存cun儲chu的de中zhong間jian時shi刻ke。
為了更形象地理解觸發,我們可以理解為:所謂觸發,就是“在此刻停留”,或者說是“等待那一刻”。觸發電路可以理解為有一雙眼睛在注視在她麵前走過的每一個人(信號流),當她看到她的意中人(觸發條件)時,她的眼睛凝視這個人,讓意中人停留在她注視的位置(觸發點)。但她會繼續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(觸發點)停留。因此,她的眼睛注視點(觸發點)的位置隻停留那些意中人(滿足條件的波形)。[page]
關於觸發的幾個基本概念:
觸發源:就是以哪個通道的信號作為觸發對象。
觸發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源為C2,即通道2。
zaitongshiceliangsiluxinhaoshi,xuanzenazhongxinhaozuoweichufayuanyoushihouyouyixiejiqiao,zhehexiwangtiaoshidewentiyouguan。liruxuyaotongshizhakanliuluxinhaodeshangdianshixu,danshiboqizhiyousigetongdao,zheshihoukeyitongguoliangcikaijidedancichufabuhuo,xianbuhuosiluxinhao,bingjiangzhesiluxinhaobaocunweishujuwenjianshidenenglaizhongxintiaohuishiboqi,ranhouzailaibuhuosanluxinhao,zheliangcibuhuozhongyixiangtongdeshangdianfuweixinhaozuoweichufayuanshideboxingnenggoutongbu。

圖五 示波器麵板按鈕的觸發部分

圖六 寬度觸發中寬度的是如何定義的
- 示波器的觸發功能的含義
- 多用於低頻信號的準確測量中
- 要點:觸發源、觸發點、觸發電平、觸發模式
觸發是數字示波器區別於模擬示波器的最大特征之一。數字示波器的觸發功能非常豐富,通過設置,用戶可以看到觸發前後的信號。 對(dui)於(yu)高(gao)速(su)信(xin)號(hao)的(de)分(fen)析(xi),觸(chu)發(fa)應(ying)用(yong)較(jiao)少(shao),因(yin)為(wei)通(tong)常(chang)是(shi)捕(bu)獲(huo)很(hen)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)波(bo)形(xing)然(ran)後(hou)做(zuo)眼(yan)圖(tu)和(he)抖(dou)動(dong)分(fen)析(xi)。而(er)對(dui)於(yu)低(di)速(su)信(xin)號(hao)的(de)測(ce)量(liang),觸(chu)發(fa)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)頻(pin)繁(fan),因(yin)為(wei)通(tong)常(chang)會(hui)有(you)很(hen)多(duo)雜(za)訊(xun)需(xu)要(yao)被(bei)隔(ge)離(li)。
示(shi)波(bo)器(qi)的(de)采(cai)集(ji)存(cun)儲(chu)器(qi)是(shi)一(yi)個(ge)循(xun)環(huan)緩(huan)存(cun),新(xin)的(de)數(shu)據(ju)會(hui)不(bu)斷(duan)覆(fu)蓋(gai)老(lao)的(de)數(shu)據(ju),直(zhi)到(dao)采(cai)集(ji)過(guo)程(cheng)結(jie)束(shu)。觸(chu)發(fa)電(dian)路(lu)壞(huai)掉(diao)的(de)示(shi)波(bo)器(qi)仍(reng)然(ran)可(ke)以(yi)工(gong)作(zuo),隻(zhi)是(shi)此(ci)時(shi)看(kan)到(dao)的(de)波(bo)形(xing)在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)來(lai)回(hui)“晃動”,或者說在屏幕上閃爍,這其實相當於將觸發模式設置為“Auto”狀(zhuang)態(tai)並(bing)把(ba)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)設(she)置(zhi)得(de)超(chao)過(guo)信(xin)號(hao)的(de)最(zui)大(da)或(huo)最(zui)小(xiao)幅(fu)值(zhi)。沒(mei)有(you)觸(chu)發(fa)電(dian)路(lu),這(zhe)些(xie)采(cai)集(ji)的(de)數(shu)據(ju)不(bu)斷(duan)地(di)這(zhe)樣(yang)新(xin)老(lao)交(jiao)替(ti),在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)視(shi)覺(jiao)上(shang)感(gan)覺(jiao)波(bo)形(xing)在(zai)來(lai)回(hui)“晃動”。如圖一所示。

圖一 數字示波器的存儲器是循環緩存
Auto Setup是shi自zi動dong觸chu發fa設she置zhi,示shi波bo器qi根gen據ju被bei測ce信xin號hao的de特te點dian自zi動dong設she置zhi示shi波bo器qi的de水shui平ping時shi基ji,垂chui直zhi靈ling敏min,偏pian置zhi和he觸chu發fa條tiao件jian,使shi得de波bo形xing能neng顯xian示shi在zai示shi波bo器qi上shang。如ru果guo不bu理li解jie觸chu發fa的de概gai念nian,通tong過guoAuto 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,專業的解釋是:anzhaoxuqiushezhiyidingdechufatiaojian,dangboxingliuzhongdemouyigeboxingmanzuzheyitiaojianshi,shiboqijishishibuhuogaiboxingheqixianglinbufen,bingxianshizaipingmushang。chufatiaojiandeweiyixingshijingquebuhuodeshouyaotiaojian。weileguanchatedingboxingzhiqianfashengdegengduoshijian,bachufadianwangxianshichuangkouyoufangtuiyiyiduanshijian,jishiyanchichufa;為wei了le了le解jie特te定ding波bo形xing之zhi後hou發fa生sheng的de更geng多duo事shi件jian,把ba觸chu發fa點dian往wang顯xian示shi窗chuang口kou左zuo方fang推tui移yi一yi段duan時shi間jian,即ji是shi超chao前qian觸chu發fa。如ru圖tu二er所suo示shi。在zai數shu字zi示shi波bo器qi中zhong,觸chu發fa點dian可ke以yi位wei於yu采cai集ji存cun儲chu的de記ji錄lu的de任ren何he位wei置zhi。如ru圖tu一yi的de右you邊bian圖tu形xing,觸chu發fa點dian停ting留liu在zai采cai集ji存cun儲chu的de中zhong間jian時shi刻ke。

圖二 觸發的原理示意圖
為了更形象地理解觸發,我們可以理解為:所謂觸發,就是“在此刻停留”,或者說是“等待那一刻”。觸發電路可以理解為有一雙眼睛在注視在她麵前走過的每一個人(信號流),當她看到她的意中人(觸發條件)時,她的眼睛凝視這個人,讓意中人停留在她注視的位置(觸發點)。但她會繼續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(觸發點)停留。因此,她的眼睛注視點(觸發點)的位置隻停留那些意中人(滿足條件的波形)。[page]
關於觸發的幾個基本概念:
觸發源:就是以哪個通道的信號作為觸發對象。
觸發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源為C2,即通道2。
zaitongshiceliangsiluxinhaoshi,xuanzenazhongxinhaozuoweichufayuanyoushihouyouyixiejiqiao,zhehexiwangtiaoshidewentiyouguan。liruxuyaotongshizhakanliuluxinhaodeshangdianshixu,danshiboqizhiyousigetongdao,zheshihoukeyitongguoliangcikaijidedancichufabuhuo,xianbuhuosiluxinhao,bingjiangzhesiluxinhaobaocunweishujuwenjianshidenenglaizhongxintiaohuishiboqi,ranhouzailaibuhuosanluxinhao,zheliangcibuhuozhongyixiangtongdeshangdianfuweixinhaozuoweichufayuanshideboxingnenggoutongbu。
圖三 觸發設置界麵——觸發源
觸發點:yejiaochufayanchi,shishiboqirangboxingtingliudeshike,yejiushishiboqishanghongsedexiaosanjiaoduiyingdeweizhi,rutusisuoshi,hongsequanzhongdexiaohongsanjiaodianjiushichufadian。shezhihaochufatiaojianhou,chufadiandeweizhiduiyingdeboxingyingdoushimanzuchufatiaojiande。huozheshuoshiboqirangmanzuchufatiaojiandeboxinggelizaizhegechufadiandeweizhi。
關於觸發點的設置,有兩種方法,看個人的習慣而行:
一(yi)是(shi)觀(guan)察(cha)電(dian)源(yuan)開(kai)機(ji)的(de)軟(ruan)啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)時(shi)的(de)示(shi)波(bo)器(qi)設(she)置(zhi),將(jiang)觸(chu)發(fa)點(dian)移(yi)到(dao)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)靠(kao)近(jin)左(zuo)邊(bian)的(de)位(wei)置(zhi)再(zai)設(she)置(zhi)好(hao)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian)後(hou)用(yong)單(dan)次(ci)觸(chu)發(fa),這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)存(cun)儲(chu)空(kong)間(jian)。
ershixianjiangchufadianshezhizaizhongjianweizhiyifangbianguanchahetiaojie,yinweishiboqideboxingkuozhanshishiyichufadianweiduichengdianzhankaide。youxieshiboqikeyifangbiandejinxingshezhi,rulikeshiboqidemianbanshangkeyijiandandeanyixiaDelay鍵使觸發點自動回到屏幕中間位置。
關於觸發點的設置,有兩種方法,看個人的習慣而行:
一(yi)是(shi)觀(guan)察(cha)電(dian)源(yuan)開(kai)機(ji)的(de)軟(ruan)啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)時(shi)的(de)示(shi)波(bo)器(qi)設(she)置(zhi),將(jiang)觸(chu)發(fa)點(dian)移(yi)到(dao)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)靠(kao)近(jin)左(zuo)邊(bian)的(de)位(wei)置(zhi)再(zai)設(she)置(zhi)好(hao)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian)後(hou)用(yong)單(dan)次(ci)觸(chu)發(fa),這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)存(cun)儲(chu)空(kong)間(jian)。
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圖四 觸發點對應示波器的位置及觸發電平的含義
觸發電平:是(shi)指(zhi)信(xin)號(hao)需(xu)要(yao)達(da)到(dao)該(gai)電(dian)平(ping)才(cai)能(neng)被(bei)觸(chu)發(fa)。在(zai)圖(tu)四(si)中(zhong)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)為(wei)右(you)邊(bian)紅(hong)色(se)小(xiao)三(san)角(jiao)的(de)位(wei)置(zhi)相(xiang)對(dui)於(yu)零(ling)電(dian)平(ping)的(de)幅(fu)值(zhi)大(da)小(xiao),即(ji)兩(liang)條(tiao)白(bai)線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)幅(fu)值(zhi),此(ci)例(li)中(zhong)該(gai)數(shu)值(zhi)為(wei)圖(tu)中(zhong)右(you)下(xia)角(jiao)紅(hong)色(se)方(fang)框(kuang)標(biao)示(shi)的(de)1.00V這個數值。設置任何觸發條件都需要有一個具體的觸發電平。
觸發電平定義了信號是否滿足觸發條件的“事件”。 圖四中的信號有上升沿,但該上升沿不一定是觸發電路感興趣的事件。在上升沿觸發時,隻有其在上升的過程中達到觸發電平的位置才認為是“事件”從而被“隔離”在觸發點。
觸發電平可以在Trigger菜單中設置,也可以通過麵板上的旋鈕來調節。很多觸發方式的條件都是相對於觸發電平而言。譬如寬度觸發,觸發電路識別的寬度(時間間隔)並不是上升沿的50%到下一個上升沿的50%,而(er)是(shi)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)穿(chuan)越(yue)兩(liang)個(ge)上(shang)升(sheng)沿(yan)的(de)交(jiao)叉(cha)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)。如(ru)圖(tu)六(liu)所(suo)示(shi),以(yi)藍(lan)線(xian)從(cong)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)的(de)位(wei)置(zhi)穿(chuan)越(yue)波(bo)形(xing),和(he)觸(chu)發(fa)點(dian)的(de)位(wei)置(zhi)對(dui)應(ying)的(de)脈(mai)寬(kuan)相(xiang)交(jiao)的(de)兩(liang)個(ge)藍(lan)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)為(wei)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian)滿(man)足(zu)的(de)寬(kuan)度(du)大(da)小(xiao)。在(zai)圖(tu)例(li)中(zhong)是(shi)3ns-10ns之間, 這也就是說觸發功能隔離了我們感興趣的3ns-10ns之間的脈衝寬度。 在示波器存儲深度很低的情況下,為了捕獲到MOSFET的最大值,並不是一次捕獲很長時間的VDS電壓信號來自動測量峰值,而是不斷地調節觸發電平的幅值,漸漸使觸發電平提高以查看是否能觸發到信號。
觸發電平定義了信號是否滿足觸發條件的“事件”。 圖四中的信號有上升沿,但該上升沿不一定是觸發電路感興趣的事件。在上升沿觸發時,隻有其在上升的過程中達到觸發電平的位置才認為是“事件”從而被“隔離”在觸發點。
觸發電平可以在Trigger菜單中設置,也可以通過麵板上的旋鈕來調節。很多觸發方式的條件都是相對於觸發電平而言。譬如寬度觸發,觸發電路識別的寬度(時間間隔)並不是上升沿的50%到下一個上升沿的50%,而(er)是(shi)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)穿(chuan)越(yue)兩(liang)個(ge)上(shang)升(sheng)沿(yan)的(de)交(jiao)叉(cha)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)。如(ru)圖(tu)六(liu)所(suo)示(shi),以(yi)藍(lan)線(xian)從(cong)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)的(de)位(wei)置(zhi)穿(chuan)越(yue)波(bo)形(xing),和(he)觸(chu)發(fa)點(dian)的(de)位(wei)置(zhi)對(dui)應(ying)的(de)脈(mai)寬(kuan)相(xiang)交(jiao)的(de)兩(liang)個(ge)藍(lan)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)為(wei)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian)滿(man)足(zu)的(de)寬(kuan)度(du)大(da)小(xiao)。在(zai)圖(tu)例(li)中(zhong)是(shi)3ns-10ns之間, 這也就是說觸發功能隔離了我們感興趣的3ns-10ns之間的脈衝寬度。 在示波器存儲深度很低的情況下,為了捕獲到MOSFET的最大值,並不是一次捕獲很長時間的VDS電壓信號來自動測量峰值,而是不斷地調節觸發電平的幅值,漸漸使觸發電平提高以查看是否能觸發到信號。

圖五 示波器麵板按鈕的觸發部分
觸發模式:示波器有四種觸發模式:Auto、Normal、Single和Stop。如圖五麵板所示。
Auto是指不管是否滿足觸發條件,都實時刷新波形,這時候示波器的屏幕上的波形通常看起來是“晃動”的。
Normal是指滿足觸發條件才觸發,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條件的波形,捕獲後就停止。
Stop指強製讓波形靜止不動。圖五所示的麵板上的綠色的TRIG等的閃爍快慢代表了觸發速率的快慢。
Auto是指不管是否滿足觸發條件,都實時刷新波形,這時候示波器的屏幕上的波形通常看起來是“晃動”的。
Normal是指滿足觸發條件才觸發,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條件的波形,捕獲後就停止。
Stop指強製讓波形靜止不動。圖五所示的麵板上的綠色的TRIG等的閃爍快慢代表了觸發速率的快慢。
圖六 寬度觸發中寬度的是如何定義的
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