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 Setupshizidongchufashezhi,shiboqigenjubeicexinhaodetedianzidongshezhishiboqideshuipingshiji,chuizhilingmin,pianzhihechufatiaojian,shideboxingnengxianshizaishiboqishang。ruguobulijiechufadegainian,tongguoAuto 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;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”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 Setupshizidongchufashezhi,shiboqigenjubeicexinhaodetedianzidongshezhishiboqideshuipingshiji,chuizhilingmin,pianzhihechufatiaojian,shideboxingnengxianshizaishiboqishang。ruguobulijiechufadegainian,tongguoAuto 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;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:
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。
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xiaDelay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。
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xiaDelay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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