核心内容:
- 什么是示波器的触发
- 一般触发形式
- 示波器触发战略
运用办法:
- 边缘触发
- 矮脉冲触发
- 序列触发
示波器是电气工程师的根底仪器,但我常常发现有些工程师不能有用地运用其触发功用。触发常被以为十分杂乱,现在存在这样一种趋势,即假如有任何问题,直接到实验室去求助专家来协助设置触发。本文的意图在于协助工程师了解触发的基本原理以及有用运用触发的战略。
什么是触发?
任何示波器的存储器都是有限的,因而一切示波器都有必要运用触发。触发是示波器应该发现的用户感兴趣的事情。换句话说,它是用户想要在波形中寻觅的东西。触发可所以一个事情(即波形中的问题),但不是一切的触发都是事情。触发实例包含边缘触发、毛刺信号触发和数字码型触发。
示波器有必要运用触发的原因在于其存储器的容量有限。例如,Agilent90000系列示波器具有20亿采样的存储器深度。可是,即便具有如此大容量的存储器,示波器仍需求一些事情来区别哪20亿个采样需求显现给用户。尽管20亿的采样听起来好像十分巨大,但这仍不足以保证示波器存储器能够捕获到感兴趣的事情。
示波器的存储器可视为一个传送带。不管什么时候进行新的采样,采样都会存储到存储器中。存储器存满时,最旧的采样就会被删去,以便保存最新采样。当触发事情产生时,示波器就会捕获满足的采样,以将触发事情存储在存储器要求的方位(一般是在中心),然后将这些数据显现给用户。
重复采样形式与单次采样形式
曩昔,最常见的示波器运转形式是重复形式。这意味着一旦示波器触发并将数据显现给用户,它将当即开端查找下一个触发事情。这便是示波器波形更新如此频频的原因。
任何一款示波器要想进行触发并将数据显现给用户,都需求时刻来从头预备触发。这个时刻也称为“挂起时刻”。在挂起时刻内,示波器不能捕获任何波形。因而,挂起时刻越短,失去的事情越少。例如,假如有一个毛刺信号恰巧在挂起时刻内呈现,那么它将不能在示波器的显现屏上显现。
假如这个毛刺信号是一个稀有事情,则用户或许以为波形中没有毛刺信号,而事实上它却是存在的。因而,示波器的挂起时刻越短,失去波形中重要事情的几率就越低。
表述此概念的另一种办法是“更新速率”,即每秒钟的波形数量。例如,Agilent7000系列示波器具有100000波形/秒的更新速率。
单次采样形式用于查找单一触发,而不会持续收集更多波形。因而,当用户想要查找某个事情,查看导致该事情的原因和事情产生后所呈现的问题时,便可运用单次采样形式。这种形式关于剖析不重复而且每次操作都会产生变化的波形特别重要。
主动形式与触发形式
假如没有产生触发事情,将会呈现什么状况呢?这一个十分好的问题。在这种状况下,屏幕上的波形将不会更新。这不是咱们想要的状况,由于用户或许不知道怎么改动触发来取得屏幕上的波形。例如,假如探头滑落,示波器将或许中止触发。不过,假如屏幕不能更新,信号丢掉将很不显着。
为了处理这个问题,示波器具有一个称为“主动(Auto)”触发的形式。在此形式下,假如在一段时刻内无法找到触发,示波器将主动触发以更新屏幕。一般,示波器上有一些指示器(例如前面板上的LED)来指示上一个触发是实在触发仍是主动触发。这样,假如用户看到“主动(Auto)”指示器,他们就会知道所设置的触发没有产生。例如,假如用户设置的触发为毛刺信号,他们将会知道示波器没有检测出毛刺信号。
可是,当您回忆上一段的内容时就会发现,当主动触发产生时,它就意味着每次触发之后,示波器进行从头预备时具有挂起时刻。为了完全避免这一时刻,示波器应改为“触发(triggered)”形式。(这在某些示波器中称为“正常”形式)。在“触发(triggered)”形式中,除非发现触发事情,不然示波器将不会进行触发。因而,假如用户将触发形式设置为毛刺信号而且示波器一向没有进行触发,那么用户就能够坚信毛刺信号没有产生(至少示波器能够检测出)。
一般触发形式
边缘触发
边缘触发是一切触发形式中最一般的一种触发。它的运用如此频频的原因在于,一切波形都有边缘,只需触发电平设置正确,这种触发形式就能正常作业。一起,这一优势也是其最大的下风,由于它能对大多数波形十分频频地进行触发,所以它和主动触发(AutoTrigger)十分类似。
毛刺信号/脉冲宽度/超时触发
尽管许多问题只需运用边缘触发便能够轻松找出,可是有时工程师有必要运用更杂乱的触发。其间,最简略的触发便是脉冲触发。脉冲触发被界说为一段高于(正脉冲)或许低于(负脉冲)某个阈值电平的时刻。最常见的脉冲触发是毛刺触发,它常用于对小于最小宽度的脉冲进行触发。这是一个违背触发的实例,由于示波器不管在何时触发都会指示出一个问题。
具有最大时刻值的脉宽触发的一个令人困惑的方面是产生触发的时刻。在某些状况下,用户或许想要在超越时刻值时示波器当即进行触发。这称为“超时”触发,由于示波器并不需求一个完好的脉冲来进行触发。换句话说,即便不产生第二个跳变,超时触发仍将进行。
相反,咱们所说的“脉冲”触发只要比及第二个跳变呈现后才会进行触发。也便是说,关于正脉冲来说,即便超越最大时刻,也要一向比及下降沿才会产生触发。这意味着时刻约束点之后的触发能够杰出地进行。因而,超时触发的运用率比脉宽触发高得多。由于这并不直观,所以咱们为用户供给了两种挑选,用户能够运用超时触发,也能够运用脉冲结尾触发。假如挑选超时选项,则此刻的脉宽触发将与超时触发完全相同。
有关脉宽触发的另一个令人费解的当地是它们并不满是违背触发。尽管毛刺信号很显着是违背触发,但长脉冲也或许是一个正常事情。因而,这取决于是否规则了脉冲宽度为违背触发的一个条件。
上升时刻和下降时刻
违背触发的下一种类型是上升时刻触发和下降时刻触发。它们可用于查找上升或下降太快或太慢的边缘。此类触发由两个触发电平(逻辑高和逻辑低)和信号在这两个电平之间的最长时刻和最短时刻来界说。
上升时刻触发和下降时刻触发的一个令人困惑的方面是触发电压阈值并不依赖于主动丈量电压阈值。例如,丈量出信号的上升时刻而且希望上升时刻触发能够在同一时刻值上进行触发本来是十分正常的。但在许多状况下,丈量阈值默以为信号电压规模的10%和90%。由于触发阈值是独立的,所以用户很简单过错地设置不同的阈值,例如5%和95%。在这种状况下,用户或许会感到很困惑,由于丈量显现的是上升时刻值,可是运用相同的时刻值却不能使示波器进行触发。
树立触发与坚持触发
另一类违背触发是树立触发和坚持触发。当然,这要求运用数据信号和时钟信号。这种触发还要求规则树立时刻、坚持时刻或许两者都要规则。当检测树立时刻和坚持时刻违背触发条件时,示波器将进行触发。
矮脉冲触发
毛刺信号是一个十分窄的脉冲,而矮脉冲是一个十分矮的脉冲。矮脉冲是由三个电压电平来界说的。假如一个信号经过两个阈值(同一方向),然后又再次经过其间一个阈值而未经过第三个阈值,那么将呈现矮脉冲触发。例如,假如三个阈值为1V、2V和3V,信号从0V向2.3V行进,然后返回到0V,这便是一个矮脉冲,由于它上升时经过1V、2V,然后下降时又经过2V。
这个触发最令人困惑的当地是三个阈值电平的界说。一般,阈值电平界说为10%、50%和90%时刚好适宜,但它不是直观的,为什么需求三个阈值电平,而不是两个阈值电平呢?
窗口触发
窗口触发(Window)是一种高档触发,它运用两个电压阈值和两个时刻值。窗口触发便是当信号进入或退出某个电压规模时进行触发。别的,时刻也可所以一个规模,因而能够指定信号在某个电压规模之内(或之外)的最短时刻和最长时刻作为触发条件。这为进行各种不同的触发供给了极大的灵活性。
序列触发
序列触发具有在示波器进行触发之前,首要查找一个事情,然后查找另一个事情的才能。例如,序列触发运用户能够查找一个信号边缘,该信号边缘后紧随另一个信号脉冲。