詳談示波器的觸發設置
發布時間:2018-05-08 責任編輯:lina
【導讀】“觸發”絕對稱得上數字示波器linghunjidegainian,ruguomeiyouheshidechufatiaojian,boxingguanceyewucongtanqi。suiranhenduogongchengshishuxichufagongneng,danzhizhiqibiaobuzhiqili。ruheshenrulijiechufane?zhepianZDS示波器研發筆記在這裏分享給大家。
示波器在使用時首先要得到穩定觸發的波形,這樣才能保證後續的測量、解jie碼ma等deng高gao級ji功gong能neng的de可ke靠kao性xing。現xian在zai數shu字zi示shi波bo器qi的de觸chu發fa功gong能neng越yue來lai越yue強qiang大da,從cong常chang規gui觸chu發fa,到dao協xie議yi觸chu發fa,再zai到dao模mo板ban觸chu發fa,越yue來lai越yue強qiang大da。但dan在zai基ji本ben的de觸chu發fa設she置zhi中zhong,有you些xie小xiao細xi節jie的de作zuo用yong不bu可ke忽hu視shi,靈ling活huo掌zhang握wo後hou,對dui使shi用yong示shi波bo器qi亦yi大da有you裨bi益yi。下xia文wen就jiu對dui觸chu發fa功gong能neng、設置中的觸發濾波、觸發靈敏度、釋抑時間進行分析交流。
一、示波器觸發的原理
shiboqidechufaxitongyucaiyangxitong,shishiboqidezhongyaozuchengbufen。caiyangxitongfuzejiangmonixinhaoshuzihua,danxinhaoshiyuanyuanbuduanguolaide,gaiqunabufenxianshizaishiboqidejiemianshangne?
如果示波器沒有觸發係統,采用每隔一段時間或隨機某個時間將采樣的波形進行疊加,由於采樣位置的不確定性和無規律,就會出現圖1中非常混亂的波形顯示,在屏幕上看起來就像來回滾動的波形。

圖1沒有觸發係統的波形采樣
這個混亂的現象,和示波器上觸發不穩定的現象一致。如下動態圖所示:


這就要靠觸發係統來實現。觸發的原理是一直監控信號流,若發現信號滿足設定的觸發條件,觸發器記錄滿足條件的信號,啟動采樣;待數據采集完畢後,由控製器對信號進行處理和顯示。具體如圖2所示。

圖2 觸發過程
示(shi)波(bo)器(qi)的(de)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian)的(de)一(yi)個(ge)很(hen)關(guan)鍵(jian)的(de)因(yin)素(su)是(shi)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping),觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)是(shi)用(yong)一(yi)根(gen)直(zhi)流(liu)電(dian)平(ping)作(zuo)為(wei)基(ji)準(zhun),當(dang)信(xin)號(hao)的(de)電(dian)壓(ya)超(chao)過(guo)該(gai)直(zhi)流(liu)電(dian)平(ping)的(de)時(shi)刻(ke)作(zuo)為(wei)采(cai)樣(yang)波(bo)形(xing)的(de)起(qi)始(shi)點(dian)。由(you)於(yu)起(qi)始(shi)采(cai)樣(yang)的(de)位(wei)置(zhi)是(shi)有(you)規(gui)律(lv)的(de),因(yin)此(ci)多(duo)次(ci)采(cai)樣(yang)的(de)波(bo)形(xing)進(jin)行(xing)疊(die)加(jia)後(hou)看(kan)上(shang)去(qu)還(hai)是(shi)一(yi)個(ge)穩(wen)定(ding)的(de)波(bo)形(xing)。如(ru)圖(tu)3所示:

圖3 穩定觸發的波形采樣
示波器的觸發功能,一方麵可以使波形穩定,波形不再左右搖晃;一方麵可以縮短用戶調試的時間,隻有滿足觸發條件的信號才會被捕獲、顯示。
動態調節示波器的觸發電平,可以觀察波形穩定觸發的位置的動態變化,如下動態圖所示。


二、觸發濾波
在常用的設置中,一般設定了觸發類型、觸發電壓,波形就能穩定顯示了。但對於噪聲比較大的信號,會出現觸發不穩定、上下邊沿都能觸發的情況。這是因為信號毛刺的存在,幹擾了觸發係統對觸發條件的判斷,造成誤觸發。這時候可以在【觸發設置】中,選擇【觸發耦合】操作。常有的耦合有如下:
直流耦合:就是不作處理,允許直流交流信號進入觸發路徑;
交流耦合:是高通濾波,截止頻率約7Hz;
低頻抑製:是高通濾波,截止頻率約為50KHz;
高頻抑製:是低通濾波,截止頻率約為50KHz。
具體如圖4所示:

圖4 各種濾波器性能
觸發耦合其實就是一種對觸發信號的低通或高通濾波。因此可對噪聲大的信號加入“高頻抑製”耦合,過濾掉其中高頻部分,使得波形觸發穩定如圖5所示。

圖5 CH1不開啟高頻抑製觸發不穩、CH2開啟高頻抑製
三、觸發釋抑的作用
在觸發設置中,觸發釋抑的功能一般會被人忽略。按照定義,釋抑是定義兩次觸發之間的最少時間間隔。
當(dang)示(shi)波(bo)器(qi)觸(chu)發(fa)一(yi)次(ci)後(hou),會(hui)進(jin)入(ru)觸(chu)發(fa)釋(shi)抑(yi)時(shi)間(jian)計(ji)數(shu),在(zai)此(ci)時(shi)間(jian)內(nei)觸(chu)發(fa)功(gong)能(neng)會(hui)被(bei)抑(yi)製(zhi),即(ji)使(shi)信(xin)號(hao)滿(man)足(zu)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian),係(xi)統(tong)也(ye)不(bu)會(hui)標(biao)記(ji)為(wei)觸(chu)發(fa)點(dian)。釋(shi)抑(yi)的(de)設(she)置(zhi)對(dui)偶(ou)發(fa)性(xing)多(duo)邊(bian)沿(yan)的(de)信(xin)號(hao)捕(bu)獲(huo)極(ji)為(wei)好(hao)用(yong),使(shi)得(de)原(yuan)來(lai)圖(tu)像(xiang)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)波(bo)形(xing)馬(ma)上(shang)清(qing)晰(xi)。若(ruo)觸(chu)發(fa)釋(shi)抑(yi)時(shi)間(jian)設(she)得(de)不(bu)對(dui),示(shi)波(bo)器(qi)將(jiang)會(hui)把(ba)不(bu)同(tong)邊(bian)沿(yan)的(de)信(xin)號(hao)作(zuo)為(wei)觸(chu)發(fa)點(dian)重(zhong)疊(die)在(zai)一(yi)起(qi),造(zao)成(cheng)波(bo)形(xing)顯(xian)示(shi)異(yi)常(chang),如(ru)圖(tu)6所示.釋抑時間的設置具體如圖7所示。

圖6 釋抑時間設置不當造成波形顯示異常
圖7 釋抑時間應該在Tmax與Tmin之間
四、觸發靈敏度的作用
觸發電平隻是一根參考電壓,而實際的波形在邊沿處是存在抖動的,如圖8所suo示shi,圖tu中zhong波bo形xing的de幹gan擾rao非fei常chang小xiao,但dan是shi上shang升sheng沿yan還hai是shi存cun在zai鋸ju齒chi狀zhuang,當dang噪zao聲sheng很hen大da時shi抖dou動dong會hui更geng劇ju烈lie。如ru果guo想xiang穩wen定ding觸chu發fa波bo形xing的de上shang升sheng沿yan,則ze需xu要yao在zai觸chu發fa電dian平ping的de上shang下xia範fan圍wei內nei使shi用yong遲chi滯zhi比bi較jiao,以yi過guo濾lv觸chu發fa電dian平ping附fu近jin的de波bo形xing抖dou動dong和he毛mao刺ci。這zhe個ge遲chi滯zhi範fan圍wei就jiu是shi觸chu發fa靈ling敏min度du。

圖8 觸發邊沿的抖動和毛刺
觸發信號識別的敏感度如圖9所示,當在測量小信號時,需要較高的觸發靈敏度才能使信號穩定觸發,這是可將觸發靈敏度的值調小或為0即可;在波形噪聲較大時,需要適當的調節大觸發靈敏度,可以有效濾除有可能疊加在觸發信號上的噪聲,從而防止誤觸發,如圖10所示。

圖9 遲滯比較器

圖10 靈敏度高低對信號觸發的影響
在使用ZDS2000/3000/4000係列示波器測量幅值較小的信號,由於示波器默認為0.3div,示波器在2mv/div~5mv/div檔位下,觸發靈敏度默認為1.0div,因為小信號下幹擾較大,可以起到抗幹擾的作用,而在10mv/div~10v/div檔位下,默認的觸發靈敏度為0.3div,所以在測量小信號使用小時基檔位時需要手動調節,將觸發靈敏度的值調低為0~0.3div之間。
總結:
chufashimudexinghenqiangdecaozuo,yejiushishuoxuzhidaoxinhaoyichang,caihuiqushedingxiangyingdechufatiaojian。naruhenengkuaisufaxianyichang,zheyinggaishishezhihelichufadeqianti。ZDS4000係列示波器基於512Mpts存儲深度,支持24種測量參數同屏顯示,結合模板觸發、異常搜索、標注及雙ZOOM等分析插件能夠快速定位到我們感興趣的波形,可以輕鬆地在綿綿不斷的數據流中查找出矮脈衝、毛刺、波形畸變等異常情況。而且ZDS4000除了13常規類型的觸發,還支持30種協議觸發與解碼,使得調試不再停留在“數脈衝”的階段,極大地提高工作的效率。
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