具有可調觸發(fā)靈敏度的示波器可有效提高電路檢測質(zhì)量

觸發(fā)決定了示波器何時(shí)開(kāi)始采集數據和顯示波形。一旦觸發(fā)被正確設定，它就可以將不穩定的顯示轉換成有意義的波形。在實(shí)際工作中，很多工程師通常把示波器的觸發(fā)功能視為“一定的”，認為他們一直使用的邊沿和毛刺觸發(fā)是足夠的，以前在評估示波器時(shí)，觸發(fā)指標也很少被放在優(yōu)先考慮的位置上。事實(shí)上，隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，多功能應用對于通用測試測量?jì)x器示波器的要求也越來(lái)越高，為有效地完成實(shí)際工作，觸發(fā)靈敏度已經(jīng)成為目前示波器的主要參考指標。

由于信號在激勵、傳輸和檢測過(guò)程中，可能會(huì )不同程度地受到隨機噪聲的污染(尤其是小信號的采集和測量)，從混有噪聲的信號中提取有用信息、防止誤觸發(fā)是當代信息學(xué)科研究的焦點(diǎn)之一。目前市場(chǎng)上有部分示波器采用將靈敏度設定為幾個(gè)特定檔位進(jìn)行調節的方法，這雖然在一定程度上解決了操作難題，但由于信號復雜度越來(lái)越高，有限的幾個(gè)靈敏度檔位不能完全滿(mǎn)足采集與測量的要求。

為解決觸發(fā)靈敏度在測量過(guò)程中遇到的挑戰，北京普源精儀科技有限責任公司(RIGOL)推出了DS1000/DS1000A系列數字示波器，它具有獨特的可調觸發(fā)靈敏度功能，可以有效濾除有可能疊加在觸發(fā)信號上的噪聲，并防止誤觸發(fā)。

RIGOL DS1000/DS1000A系列數字示波器采用了可調節觸發(fā)靈敏度這一專(zhuān)利技術(shù)，在測量小信號方面具有非常實(shí)用的意義。為消除實(shí)際環(huán)境信號噪聲的影響，獲得穩定的觸發(fā)，觸發(fā)電路引入了觸發(fā)靈敏度。但對于觸發(fā)靈敏度而言，并不是越靈敏越好：有時(shí)靈敏度太高會(huì )造成誤觸發(fā)，靈敏度不夠又會(huì )導致不觸發(fā)，因此靈敏度的可調性逐漸被重視。DS1000系列示波器實(shí)現了真正意義上的觸發(fā)靈敏度可調，調節范圍是0.1div～1.0div。在測試微小信號的過(guò)程中，根據屏蔽噪聲以及疊加信號的需要來(lái)調節示波器的觸發(fā)靈敏度。

將一個(gè)疊加了50mVpp噪聲的400mVpp、10kHz的正弦波輸入至RIGOL DS1000系列中的DS1102CD，當靈敏度為0.1div時(shí)(如圖1a所示)，該信號無(wú)法穩定顯示。將可調觸發(fā)靈敏度調節到0.89div時(shí)(如圖1b所示)，則可清晰地看到疊加噪聲后的正弦波。

RIGOL數字示波器的可調觸發(fā)靈敏度這一特性具有廣泛的應用前景。在電生理學(xué)實(shí)驗中，無(wú)論是直接引導的電信號，還是經(jīng)過(guò)換能器而間接得到的電信號都是極其微弱的，一般都是mV級，有的甚至是μV級。實(shí)驗所用示波器的靈敏度需要根據所研究的生物電信號的大小發(fā)生改變。例如，在記錄神經(jīng)或心肌纖維的跨膜電位時(shí)，靈敏度可調節在5~10mV/cm；而在記錄在體神經(jīng)的電活動(dòng)時(shí)，靈敏度應調至50~100μV/cm。利用RIGOL DS1000/DS1000A系列數字示波器，可針對不同實(shí)驗靈活地調節觸發(fā)靈敏度，得到所需的準確波形，這樣既降低了實(shí)驗在儀器操作方面的難度，又滿(mǎn)足了對數據準確性的要求，提高了整個(gè)實(shí)驗的質(zhì)量。

下面我們對上述實(shí)驗進(jìn)行類(lèi)似模擬。將疊加50mVpp噪聲的200mVpp、10kHz鋸齒波輸入至DS1102CD。調節可調觸發(fā)靈敏度在0.1div~0.5div時(shí)，示波器不能穩定觸發(fā)信號；當可調觸發(fā)靈敏度調至0.5div~1.0div時(shí)，則可以穩定顯示波形。將疊加50mVpp噪聲的400mVpp、10kHz的鋸齒波輸入至DS1102CD。調節可調觸發(fā)靈敏度在0.1div~0.3div時(shí)，示波器不能穩定觸發(fā)信號；當可調觸發(fā)靈敏度調至0.3div~1.0div時(shí)，則可以穩定顯示波形。因此，由于輸入信號的不同，示波器需要不同的觸發(fā)來(lái)穩定波形。如果輸入的是微弱的信號，一個(gè)微小的觸發(fā)變動(dòng)都會(huì )影響波形的穩定度，這就需要可調的觸發(fā)來(lái)滿(mǎn)足這樣的需求。

圖2：輸入200mVpp鋸齒波時(shí)的情況。

目前，RIGOL DS1000/DS1000A系列數字示波器在通信電子設計、醫療專(zhuān)業(yè)儀器制造等領(lǐng)域應用得十分廣泛。當在頻率范圍頂部附近捕獲信號時(shí)，對信號振幅的要求是觸發(fā)靈敏度與模擬采樣帶寬相匹配，這對示波器的觸發(fā)靈敏度功能來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰。RIGOL的可調觸發(fā)靈敏度功能使受噪聲干擾的信號也能得到穩定的觸發(fā)，是一種能夠解決實(shí)際問(wèn)題的方法。

圖3：輸入400mVpp鋸齒波時(shí)的情況。