解析示波器的觸發(fā)原理

我們經(jīng)常聽(tīng)到示波器的觸發(fā)方式有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)等，但是，到底什么是觸發(fā)呢?它在示波器中有什么用呢?為了使掃描信號與被測信號同步，我們可以設定一些條件，將被測信號不斷地與這些條件相比較，只有當被測信號滿(mǎn)足這些條件時(shí)才啟動(dòng)掃描，從而使得掃描的頻率與被測信號相同或存在整數倍的關(guān)系，也就是同 步。這種技術(shù)我們就稱(chēng)為“觸發(fā)”，而這些條件我們稱(chēng)其為“觸發(fā)條件” 。

觸發(fā)的目的簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是為了每次顯示的時(shí)候都在波形的同一位置開(kāi)始，波形可以穩定顯示。一般模擬示波器有邊沿觸發(fā)、視頻觸發(fā)和市電觸發(fā);而在數字示波器上有了更多的觸發(fā)條件被稱(chēng)為高級觸發(fā)如邏輯觸發(fā)，毛刺觸發(fā)和脈寬觸發(fā)等。

① edge trigger ， 邊沿觸發(fā)，可設觸發(fā)電平，上升沿或下降沿。邊沿觸發(fā)也稱(chēng)為基本觸發(fā)。

② advanced trigger，即高級觸發(fā)，里面含概各種不同的觸發(fā)功能，可以根據被測信號的特征，設置相應的觸發(fā)條件，定位感興趣的波形。高級觸發(fā)是電路調試的關(guān)鍵。在電路調試過(guò)程中，如果事先不了解被測信號可能的問(wèn)題配合不同的高級觸發(fā)功能來(lái)進(jìn)行故障的細節定位，這樣可以縮短您的調試周期。

示波器的基本觸發(fā)模式

什么是示波器的觸發(fā)模式?我們知道，示波器需要通過(guò)“觸發(fā)” 這樣一種辦法來(lái)使得示波器的掃描與被觀(guān)測信號同步，從而顯示穩定的波形，所謂“觸發(fā)模式” 是指一些為產(chǎn)生觸發(fā)所選定的方式，以滿(mǎn)足不同的觀(guān)測需要。

示波器最常用最基本的觸發(fā)模式有三種：第一種是“自動(dòng)模式” ，示波器面板上一般標為“AUTO” 。在這種模式下，當觸發(fā)沒(méi)有發(fā)生時(shí)，示波器的掃描系統會(huì )根據設定的掃描速率自動(dòng)進(jìn)行掃描;而當有觸發(fā)發(fā)生時(shí)，掃描系統會(huì )盡量按信號的頻率進(jìn)行掃描。所以在這種模式下不論觸發(fā)條件是否滿(mǎn)足，示波器都會(huì )產(chǎn)生掃描，都可以在屏幕上可以看到有變化的掃描線(xiàn)，這是這種模式的特點(diǎn)。

第二種是“正常模式” ，也稱(chēng)為“常規模式” ，在面板上一般標為“NORMAL” 或“NORM” 。這種模式與自動(dòng)模式不同，在這種模式下示波器只有當觸發(fā)條件滿(mǎn)足了才進(jìn)行掃描，如果沒(méi)有觸發(fā)，就不進(jìn)行掃描。因此在這種模式下如果沒(méi)有觸發(fā)的話(huà)，對于模擬示

波器而言您會(huì )看不到掃描線(xiàn)，屏幕上什么都沒(méi)有，對于數字示波器而言您會(huì )看不到波形更新，不了解這一點(diǎn)還常常會(huì )以為是信號沒(méi)連上或什么其他故障。

第三種是“單次模式” ，一般標為“SINGLE” 或“SIGL” 。這種模式與“正常模式” 有一點(diǎn)類(lèi)似，就是只有當觸發(fā)條件滿(mǎn)足時(shí)才產(chǎn)生掃描，否則不掃描。而不同在于，這種掃描一但產(chǎn)生并完成后，示波器的掃描系統即進(jìn)入一種休止狀態(tài)，使得后面即使再有滿(mǎn)足

觸發(fā)條件的信號出現也不再進(jìn)行掃描，也就是觸發(fā)一次只掃描一次，即單次，必須通過(guò)手工的方法將掃描系統重啟，才能產(chǎn)生下一次觸發(fā)。 顯然，對于普通模擬示波器而言在這種模式下您經(jīng)常會(huì )發(fā)現什么也看不到，因為波形一閃而過(guò)，示波器不能將其保留，因此除了與照相機配合將一閃而過(guò)的波形拍下來(lái)，在多數場(chǎng)合這種模式?jīng)]有什么用。

以上三種觸發(fā)模式是絕大多數示波器都會(huì )提供的，那么，我們在實(shí)際中應該怎樣選擇和使用呢?

示波器觸發(fā)模式的使用

一般來(lái)說(shuō)，在對信號的特點(diǎn)不是很了解的時(shí)候，應該選擇自動(dòng)模式，因為這時(shí)不管信號是什么樣示波器都會(huì )掃描，您至少能在屏幕上看到一些東西，那怕僅僅是掃描線(xiàn)也好，而不會(huì )什么都沒(méi)有。有掃描線(xiàn)后可以通過(guò)調節垂直增益、垂直位置、時(shí)基速率等參數“找到” 波形，然后通過(guò)選擇觸發(fā)源、觸發(fā)邊沿、觸發(fā)電平等穩定波形。對于模擬示波器來(lái)說(shuō)，只要信號是周期性的，其頻率在適合相應示波器觀(guān)測的范圍內并且不太復雜的話(huà)，通過(guò)這樣的步驟一般能達到對信號的大體了解，然后根據需要可作進(jìn)一步的觀(guān)測。

對于正常模式，許多朋友可能會(huì )覺(jué)得與自動(dòng)模式在觀(guān)測效果上沒(méi)有什么區別，常常有這樣的情況，將觸發(fā)模式在自動(dòng)與正常之間切換，屏幕波形并沒(méi)有什么變化，不過(guò)這種情形往往只發(fā)生在被觀(guān)測信號是一些比較簡(jiǎn)單的周期性信號的情況下。正常模式的作用在于觀(guān)測波形的細節，特別是對于比較復雜的信號，例如視頻同步信號。為什么這樣說(shuō)呢?這是因為為了觀(guān)測細節，我們必須將時(shí)基掃描速率調高，以便將波形展開(kāi)。而當我們這樣做的時(shí)候，就會(huì )使得被觀(guān)測信號的頻率相對于示波器掃描速率而言變低，也就是說(shuō)，在兩次觸發(fā)之間示波器可能會(huì )作很多次掃描。在這種情形下，如果這時(shí)我們選擇的是自動(dòng)模式，則示波器會(huì )實(shí)際進(jìn)行所有這些掃描，其結果是使這些掃描(它們不是由觸發(fā)產(chǎn)生)所對應的波形與觸發(fā)掃描所對應的波形一起顯示，造成顯示波形的混疊，因而不能清晰地顯示我們想看的波形。而如果我們選擇的是正常模式，則這些在觸發(fā)之間的掃描示波器實(shí)際不會(huì )進(jìn)行，只進(jìn)行那些因觸發(fā)而產(chǎn)生的掃描，因而只顯示我們想看到的與觸發(fā)相聯(lián)系的波形，從而使波形會(huì )比較清晰，這就是正常觸發(fā)模式的功用。圖 1 是這種情況的圖解，在圖 1 中，左側上方是被觀(guān)測的波形，下方是掃描波形，右側是波形的顯示。圖 1a 中掃描速率較低，不便于觀(guān)察波形的細節;圖1b 將掃描速率提高，采用自動(dòng)觸發(fā)模式，這時(shí)顯示的波形是不清晰的，有混疊現象;圖 1c 中的掃描速率與圖 1b 相同，但采用正常觸發(fā)方式，僅在有觸發(fā)時(shí)才進(jìn)行掃描，因而顯示清晰的波形。

對于單次模式，如上所述就普通模擬示波器而言我們基本上是難以利用的，但對于數字存儲示波器來(lái)說(shuō)它是一種非常有用的觸發(fā)模式。在數字存儲示波器中，使用單次觸發(fā)模式可以捕捉單次出現或多次出現但不太具有周期性的信號。雖然使用正常模式也能夠捕捉單次的信號，但如果信號是多次而非單次時(shí)，在正常模式下后面出現的信號所觸發(fā)的掃描就會(huì )將前面捕獲的結果抹去，因此反而得不到穩定的波形。在這種時(shí)候如果采用單次模式就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，也就是說(shuō)，單次模式的觸發(fā)具有從多次出現的信號中挑選一個(gè)的能力。