數字示波器得力助手，90%的人竟然不知道？

觸發(fā)對于示波器的意義：

●   捕獲感興趣的信號；

●   確定波形的時(shí)間零點(diǎn)。

一、示波器觸發(fā)原理

如圖1所示信號經(jīng)過(guò)探頭進(jìn)入示波器后經(jīng)衰減器放大器后會(huì )分成兩路，一路會(huì )經(jīng)過(guò)ADC進(jìn)行模數轉換，另一路會(huì )經(jīng)過(guò)觸發(fā)時(shí)基。觸發(fā)時(shí)基模塊的作用是監控輸入的信號并判斷是否滿(mǎn)足觸發(fā)條件。觸發(fā)時(shí)基模塊可以控制示波器采集的開(kāi)始、停止等關(guān)鍵動(dòng)作。

圖1  示波器的觸發(fā)

如果示波器沒(méi)有觸發(fā)系統，采用每隔一段時(shí)間或隨機某個(gè)時(shí)間將采樣的波形進(jìn)行疊加，由于采樣位置的不確定性和無(wú)規律，這樣在屏幕上看到的波形就是不穩定的。圖2是觸發(fā)條件不滿(mǎn)足時(shí)示波器捕捉的正弦波中的幾段波形，每段波形的采集都是隨機的，所以在示波器上看到的波形是來(lái)回滾動(dòng)不穩定的。

圖2  不穩定觸發(fā)

如下動(dòng)態(tài)圖所示：

圖3  不穩定觸發(fā)動(dòng)態(tài)圖

圖4是有穩定觸發(fā)時(shí)在示波器上看到的波形。此時(shí)由于每次觸發(fā)點(diǎn)都發(fā)生在信號經(jīng)過(guò)觸發(fā)電平的位置，觸發(fā)電平大多數情況下是用一根直流電平作為基準，當信號的電壓超過(guò)該直流電平的時(shí)刻作為采樣波形的起始點(diǎn)。所以在屏幕上捕獲到的多個(gè)波形有相同的時(shí)間基準點(diǎn)，波形看起來(lái)就是穩定的。

圖4  穩定觸發(fā)

動(dòng)態(tài)變化如下圖5所示：

圖5  穩定觸發(fā)動(dòng)態(tài)圖

之前若是使用過(guò)模擬示波器的工程師知道，它的觸發(fā)機制是在觸發(fā)后進(jìn)行的信號掃描、顯示，所以在屏幕上看觀(guān)察到的波形都是觸發(fā)點(diǎn)以后的。然而數字示波器的觸發(fā)機制是，若觸發(fā)條件不滿(mǎn)足，示波器并不會(huì )等待采集，它實(shí)際內部在全速向緩存中不斷的采集數據。如圖6所示，又因為示波器存儲深度有限，所以緩存很快會(huì )填滿(mǎn)并循環(huán)用新的數據覆蓋舊的數據。以此來(lái)持續到觸發(fā)事件的發(fā)生。所以在示波器的內部存儲中分為兩部分數據，一部分是觸發(fā)點(diǎn)前的數據（Pre-Trigger），另一部分是觸發(fā)點(diǎn)后的數據（Post-Trigger）。 

圖6  觸發(fā)前后的數據

所以現在我們使用的數字示波器觀(guān)察到的波形是既可以看到觸發(fā)點(diǎn)前的數據，也可以看到觸發(fā)點(diǎn)后的數據，并可以設置觸發(fā)點(diǎn)來(lái)調整觸發(fā)前后波形的比例，這是數字示波器優(yōu)點(diǎn)之一，如圖所示，這是數字示波器采樣邊沿觸發(fā)采集的一段波形。觸發(fā)點(diǎn)的時(shí)刻就是示波器上采集的這段波形的零點(diǎn)時(shí)間，觸發(fā)點(diǎn)之前的是負時(shí)刻時(shí)間點(diǎn)，觸發(fā)點(diǎn)之后的是正時(shí)刻時(shí)間點(diǎn)。

圖7  觸發(fā)前后的波形

二、示波器觸發(fā)類(lèi)型

根據不同的應用場(chǎng)合，會(huì )使用不同的觸發(fā)條件設置期望捕獲的信號特征，因此ZDS5000/4000示波器中標配有非常豐富的觸發(fā)條件設置見(jiàn)圖8，可以適應不同的應用需求。不僅包含13種基礎觸發(fā)（持邊沿、脈寬、斜率、視頻、欠幅、超幅、碼型、第 N 邊沿、延遲、超時(shí)、建立保持、A->Bn、交替觸發(fā)），還免費支持30余種協(xié)議觸發(fā)。

數字示波器存在比較大的死區時(shí)間，但是ZDS系列示波器標配40余種觸發(fā)條件，只要使用者能大概估計出可能要捕獲的信號特征，就可以根據信號特征設置相應的觸發(fā)條件進(jìn)行捕獲，可大大提高工作效率。