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”zhuangtaibingbachufadianpingshezhidechaoguoxinhaodezuidahuozuixiaofuzhi。meiyouchufadianlu,zhexiecaijideshujubuduandizheyangxinlaojiaoti,zaipingmushangshijiaoshangganjiaoboxingzailaihui“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(guo)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,專業的解釋是:按(an)照(zhao)需(xu)求(qiu)設(she)置(zhi)一(yi)定(ding)的(de)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian),當(dang)波(bo)形(xing)流(liu)中(zhong)的(de)某(mou)一(yi)個(ge)波(bo)形(xing)滿(man)足(zu)這(zhe)一(yi)條(tiao)件(jian)時(shi),示(shi)波(bo)器(qi)即(ji)實(shi)時(shi)捕(bu)獲(huo)該(gai)波(bo)形(xing)和(he)其(qi)相(xiang)鄰(lin)部(bu)分(fen),並(bing)顯(xian)示(shi)在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)。觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian)的(de)唯(wei)一(yi)性(xing)是(shi)精(jing)確(que)捕(bu)獲(huo)的(de)首(shou)要(yao)條(tiao)件(jian)。為(wei)了(le)觀(guan)察(cha)特(te)定(ding)波(bo)形(xing)之(zhi)前(qian)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)右(you)方(fang)推(tui)移(yi)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian),即(ji)是(shi)延(yan)遲(chi)觸(chu)發(fa);weilelejietedingboxingzhihoufashengdegengduoshijian,bachufadianwangxianshichuangkouzuofangtuiyiyiduanshijian,jishichaoqianchufa。rutuersuoshi。zaishuzishiboqizhong,chufadiankeyiweiyucaijicunchudejiluderenheweizhi。rutuyideyoubiantuxing,chufadiantingliuzaicaijicunchudezhongjianshike。
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”zhuangtaibingbachufadianpingshezhidechaoguoxinhaodezuidahuozuixiaofuzhi。meiyouchufadianlu,zhexiecaijideshujubuduandizheyangxinlaojiaoti,zaipingmushangshijiaoshangganjiaoboxingzailaihui“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(guo)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,專業的解釋是:按(an)照(zhao)需(xu)求(qiu)設(she)置(zhi)一(yi)定(ding)的(de)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian),當(dang)波(bo)形(xing)流(liu)中(zhong)的(de)某(mou)一(yi)個(ge)波(bo)形(xing)滿(man)足(zu)這(zhe)一(yi)條(tiao)件(jian)時(shi),示(shi)波(bo)器(qi)即(ji)實(shi)時(shi)捕(bu)獲(huo)該(gai)波(bo)形(xing)和(he)其(qi)相(xiang)鄰(lin)部(bu)分(fen),並(bing)顯(xian)示(shi)在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)。觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian)的(de)唯(wei)一(yi)性(xing)是(shi)精(jing)確(que)捕(bu)獲(huo)的(de)首(shou)要(yao)條(tiao)件(jian)。為(wei)了(le)觀(guan)察(cha)特(te)定(ding)波(bo)形(xing)之(zhi)前(qian)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)右(you)方(fang)推(tui)移(yi)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian),即(ji)是(shi)延(yan)遲(chi)觸(chu)發(fa);weilelejietedingboxingzhihoufashengdegengduoshijian,bachufadianwangxianshichuangkouzuofangtuiyiyiduanshijian,jishichaoqianchufa。rutuersuoshi。zaishuzishiboqizhong,chufadiankeyiweiyucaijicunchudejiluderenheweizhi。rutuyideyoubiantuxing,chufadiantingliuzaicaijicunchudezhongjianshike。

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:也ye叫jiao觸chu發fa延yan遲chi,是shi示shi波bo器qi讓rang波bo形xing停ting留liu的de時shi刻ke,也ye就jiu是shi示shi波bo器qi上shang紅hong色se的de小xiao三san角jiao對dui應ying的de位wei置zhi,如ru圖tu四si所suo示shi,紅hong色se圈quan中zhong的de小xiao紅hong三san角jiao點dian就jiu是shi觸chu發fa點dian。設she置zhi好hao觸chu發fa條tiao件jian後hou,觸chu發fa點dian的de位wei置zhi對dui應ying的de波bo形xing應ying都dou是shi滿man足zu觸chu發fa條tiao件jian的de。或huo者zhe說shuo示shi波bo器qi讓rang滿man足zu觸chu發fa條tiao件jian的de波bo形xing隔ge離li在zai這zhe個ge觸chu發fa點dian的de位wei置zhi。
關於觸發點的設置,有兩種方法,看個人的習慣而行:
yishiguanchadianyuankaijideruanqidongguochengshideshiboqishezhi,jiangchufadianyidaoshiboqidekaojinzuobiandeweizhizaishezhihaochufatiaojianhouyongdancichufa,zheyangkeyichongfenliyongshiboqidecunchukongjian。
二(er)是(shi)先(xian)將(jiang)觸(chu)發(fa)點(dian)設(she)置(zhi)在(zai)中(zhong)間(jian)位(wei)置(zhi)以(yi)方(fang)便(bian)觀(guan)察(cha)和(he)調(tiao)節(jie),因(yin)為(wei)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)波(bo)形(xing)擴(kuo)展(zhan)時(shi)是(shi)以(yi)觸(chu)發(fa)點(dian)為(wei)對(dui)稱(cheng)點(dian)展(zhan)開(kai)的(de)。有(you)些(xie)示(shi)波(bo)器(qi)可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)的(de)進(jin)行(xing)設(she)置(zhi),如(ru)力(li)科(ke)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)麵(mian)板(ban)上(shang)可(ke)以(yi)簡(jian)單(dan)的(de)按(an)一(yi)下(xia)Delay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:
yishiguanchadianyuankaijideruanqidongguochengshideshiboqishezhi,jiangchufadianyidaoshiboqidekaojinzuobiandeweizhizaishezhihaochufatiaojianhouyongdancichufa,zheyangkeyichongfenliyongshiboqidecunchukongjian。
二(er)是(shi)先(xian)將(jiang)觸(chu)發(fa)點(dian)設(she)置(zhi)在(zai)中(zhong)間(jian)位(wei)置(zhi)以(yi)方(fang)便(bian)觀(guan)察(cha)和(he)調(tiao)節(jie),因(yin)為(wei)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)波(bo)形(xing)擴(kuo)展(zhan)時(shi)是(shi)以(yi)觸(chu)發(fa)點(dian)為(wei)對(dui)稱(cheng)點(dian)展(zhan)開(kai)的(de)。有(you)些(xie)示(shi)波(bo)器(qi)可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)的(de)進(jin)行(xing)設(she)置(zhi),如(ru)力(li)科(ke)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)麵(mian)板(ban)上(shang)可(ke)以(yi)簡(jian)單(dan)的(de)按(an)一(yi)下(xia)Delay鍵使觸發點自動回到屏幕中間位置。
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shi3ns-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shi3ns-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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