深入了解“触发”,让你轻松玩转所有示波器!
“触发”绝对称得上数字示波器灵魂级的概念,如果没有合适的触发条件,波形观测也无从谈起。虽然很多工程师熟悉触发功能,但只知其表不知其里。如何深入理解触发呢?安泰测试分享给大家。
示波器在使用时首先要得到稳定触发的波形,这样才能保证后续的测量、解码等高级功能的可靠性。现在数字示波器的触发功能越来越强大,从常规触发,到协议触发,再到模板触发,越来越强大。但在基本的触发设置中,有些小细节的作用不可忽视,灵活掌握后,对使用示波器亦大有裨益。下文就对触发功能、设置中的触发滤波、触发灵敏度、释抑时间进行分析交流。
一、示波器触发的原理
示波器的触发系统与采样系统,是示波器的重要组成部分。采样系统负责将模拟信号数字化,但信号是源源不断过来的,该取哪部分显示在示波器的界面上呢?
如果示波器没有触发系统,采用每隔一段时间或随机某个时间将采样的波形进行叠加,由于采样位置的不确定性和无规律,就会出现图1中非常混乱的波形显示,在屏幕上看起来就像来回滚动的波形。
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1 没有触发系统的波形采样
这个混乱的现象,和示波器上触发不稳定的现象一致。如下动态图所示:
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这就要靠触发系统来实现。触发的原理是一直监控信号流,若发现信号满足设定的触发条件,触发器记录满足条件的信号,启动采样;待数据采集完毕后,由控制器对信号进行处理和显示。具体如图2所示。
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2 触发过程
示波器的触发条件的一个很关键的因素是触发电平,触发电平大多数情况下是用一根直流电平作为基准,当信号的电压超过该直流电平的时刻作为采样波形的起始点。由于起始采样的位置是有规律的,因此多次采样的波形进行叠加后看上去还是一个稳定的波形。如图3所示:
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3 稳定触发的波形采样
示波器的触发功能,一方面可以使波形稳定,波形不再左右摇晃;一方面可以缩短用户调试的时间,只有满足触发条件的信号才会被捕获、显示。
动态调节示波器的触发电平,可以观察波形稳定触发的位置的动态变化,如下动态图所示。
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二、触发滤波
在常用的设置中,一般设定了触发类型、触发电压,波形就能稳定显示了。但对于噪声比较大的信号,会出现触发不稳定、上下边沿都能触发的情况。这是因为信号毛刺的存在,干扰了触发系统对触发条件的判断,造成误触发。这时候可以在【触发设置】中,选择【触发耦合】操作。常有的耦合有如下:
1、直流耦合:就是不作处理,允许直流交流信号进入触发路径;
2、交流耦合:是高通滤波,截止频率约7Hz;
3、低频抑制:是高通滤波,截止频率约为50KHz;
4、高频抑制:是低通滤波,截止频率约为50KHz。
具体如图4所示:
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4 各种滤波器性能
触发耦合其实就是一种对触发信号的低通或高通滤波。因此可对噪声大的信号加入“高频抑制”耦合,过滤掉其中高频部分,使得波形触发稳定如图5所示。
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5 CH1不开启高频抑制触发不稳,CH2开启高频抑制
三、触发释抑的作用
在触发设置中,触发释抑的功能一般会被人忽略。按照定义,释抑是定义两次触发之间的最少时间间隔。
当示波器触发一次后,会进入触发释抑时间计数,在此时间内触发功能会被抑制,即使信号满足触发条件,系统也不会标记为触发点。释抑的设置对偶发性多边沿的信号捕获极为好用,使得原来图像不稳定的波形马上清晰。若触发释抑时间设得不对,示波器将会把不同边沿的信号作为触发点重叠在一起,造成波形显示异常,如图6所示。释抑时间的设置具体如图7所示。
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6 释抑时间设置不当造成波形显示异常
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7 释抑时间应该在Tmax与Tmin之间
四、触发灵敏度的作用
触发电平只是一根参考电压,而实际的波形在边沿处是存在抖动的,如图8所示,图中波形的干扰非常小,但是上升沿还是存在锯齿状,当噪声很大时抖动会更剧烈。如果想稳定触发波形的上升沿,则需要在触发电平的上下范围内使用迟滞比较,以过滤触发电平附近的波形抖动和毛刺。这个迟滞范围就是触发灵敏度。
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8 触发边沿的抖动和毛刺
触发信号识别的敏感度如图9所示,当在测量小信号时,需要较高的触发灵敏度才能使信号稳定触发,这是可将触发灵敏度的值调小或为0即可;在波形噪声较大时,需要适当的调节大触发灵敏度,可以有效滤除有可能叠加在触发信号上的噪声,从而防止误触发,如图10所示。
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9 迟滞比较器
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10 灵敏度高低对信号触发的影响
在使用一些触发灵敏度默认为0.3div的示波器时,示波器在2mv/div~5mv/div档位下,触发灵敏度默认为1.0div,因为小信号下干扰较大,可以起到抗干扰的作用,而在10mv/div~10v/div档位下,默认的触发灵敏度为0.3div,所以在测量小信号使用小时基档位时需要手动调节,将触发灵敏度的值调低为0~0.3div之间。
五、总结
触发是目的性很强的操作,也就是说需知道信号异常,才会去设定相应的触发条件。按照需求设置一定的触发条件,当波形流中的某一个波形满足这一条件时,示波器即实时捕获该波形和其相邻部分,并显示在屏幕上。 触发条件的唯一性是精确捕获的首要条件。
关于示波器的“触发”就给大家介绍到这里了,如果大家还有什么问题,欢迎大家在安泰测试官网留言