觸發(fā)（實(shí)際就是隔離出感興趣的信號(hào)）是使用示波器過(guò)程中出現(xiàn)頻率高的幾個(gè)詞之一，但對(duì)于一部分不是經(jīng)常使用示波器的工程師來(lái)說(shuō)，他們對(duì)觸發(fā)還沒(méi)有深刻的了解。在使用示波器觀察信號(hào)的時(shí)候基本上都是使用默認(rèn)的Auto觸發(fā)模式以及上升沿觸發(fā)，沒(méi)有針對(duì)所需要觀察的信號(hào)選擇更合適的觸發(fā)設(shè)置，在捕捉一些不規(guī)律的波形的時(shí)候可能會(huì)得到一些錯(cuò)誤的信息。本文主要介紹觸發(fā)基本原理、觸發(fā)模式以及邊沿觸發(fā)和欠幅觸發(fā)兩種觸發(fā)方式，幫助工程師對(duì)觸發(fā)形成一些基本的理解。

1、示波器觸發(fā)電路原理

     信號(hào)從外部進(jìn)入示波器時(shí)會(huì)分為兩路。如下圖所示，一路信號(hào)進(jìn)入ADC采樣量化，然后不斷存儲(chǔ)到緩存器；另外一路信號(hào)進(jìn)入觸發(fā)器，當(dāng)這個(gè)信號(hào)滿足觸發(fā)條件的時(shí)候，觸發(fā)電路會(huì)控制示波器繼續(xù)采樣一段時(shí)間后停止。在內(nèi)存中有一部分?jǐn)?shù)據(jù)是包括觸發(fā)點(diǎn)前后一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，這個(gè)區(qū)別于傳統(tǒng)的模擬示波器先觸發(fā)再采樣的原理。觸發(fā)電路將會(huì)控制示波器停止采集和顯示。

圖1 示波器觸發(fā)原理

2、觸發(fā)模式

    示波器的觸發(fā)模式分為下列三種。

    Auto（自動(dòng)觸發(fā)）：在此模式下，示波器將按照特定的時(shí)間間隔強(qiáng)制觸發(fā)，不管信號(hào)有沒(méi)有滿足觸發(fā)條件。

    Normal（正常觸發(fā)）：只有在滿足觸發(fā)條件的時(shí)候示波器才進(jìn)行觸發(fā)。在觸發(fā)一個(gè)信號(hào)之后示波器繼續(xù)等待下一個(gè)滿足觸發(fā)條件的信號(hào)。

    Single（單次觸發(fā)）：當(dāng)信號(hào)滿足觸發(fā)條件時(shí)，示波器把捕獲到的波形顯示之后停止采集。

    下文使用SDS1204X-E示波器、SDG2122X信號(hào)源來(lái)模擬不同情況下幾種常用的觸發(fā)模式和觸發(fā)方式的應(yīng)用。

3、邊沿觸發(fā)

     SDS1204X-E有多種觸發(fā)方式，一般有邊沿觸發(fā)、斜率觸發(fā)、脈寬觸發(fā)、視頻觸發(fā)、窗口觸發(fā)、間隔出發(fā)、超時(shí)觸發(fā)、欠幅觸發(fā)、碼型觸發(fā)、總線觸發(fā)。

     邊沿觸發(fā)：示波器常用的觸發(fā)方式，也是示波器默認(rèn)的觸發(fā)方式。示波器會(huì)把輸入信號(hào)與事先設(shè)置的觸發(fā)電平比較，當(dāng)輸入信號(hào)幅度變化從低幅度越過(guò)觸發(fā)電平時(shí)（此時(shí)是上升沿觸發(fā)，反之則是下降沿觸發(fā)），示波器就會(huì)觸發(fā)輸入信號(hào)，并在顯示屏顯示。

     下圖就是在Auto模式下使用邊沿觸發(fā)（上升沿）觸發(fā)電平設(shè)置正確和錯(cuò)誤的對(duì)比，在圖2中，觸發(fā)電平高于信號(hào)，示波器并沒(méi)有接收到觸發(fā)電路的控制信號(hào)，但是在Auto模式下信號(hào)被強(qiáng)制觸發(fā)顯示，就能在示波器屏幕中看到信號(hào)一直在亂刷的情況。在圖3中我們明顯可以看到信號(hào)被正確采集的情況，這是一個(gè)帶有毛刺的頻率為1MHz的方波信號(hào)。

圖2 信號(hào)幅度沒(méi)有達(dá)到觸發(fā)電平

圖3 毛刺被成功觸發(fā)

    在我們測(cè)試一些復(fù)雜信號(hào)的時(shí)候，為了得到穩(wěn)定觸發(fā)的信號(hào)，除了需要注意觸發(fā)模式和觸發(fā)方式之外，還需要注意噪聲抑制和觸發(fā)釋抑。

    噪聲抑制：噪聲抑制功能打開(kāi)后，可以降低噪聲誤觸發(fā)的可能性。

    觸發(fā)釋抑：在觸發(fā)多邊沿信號(hào)時(shí)還需要注意觸發(fā)釋抑。觸發(fā)釋抑指一次觸發(fā)之后到下一次重新啟用觸發(fā)電路示波器等待的時(shí)間，可以穩(wěn)定觸發(fā)重復(fù)信號(hào)。即該信號(hào)在有多個(gè)邊沿，這些邊沿滿足了觸發(fā)條件時(shí)也會(huì)被觸發(fā)導(dǎo)致屏幕不斷出現(xiàn)已經(jīng)滿足了觸發(fā)條件的信號(hào)造成觸發(fā)顯示不穩(wěn)定。如下圖4所示，可以看到顯示并不穩(wěn)定。

圖4 觸發(fā)釋抑關(guān)閉

     針對(duì)這種情況我們可以打開(kāi)觸發(fā)釋抑，根據(jù)脈沖串的間距，我們需要把釋抑時(shí)間設(shè)置在3ms~10ms之間。圖5設(shè)置觸發(fā)釋抑時(shí)間為3.01ms，示波器在觸發(fā)一個(gè)脈沖之后的3.01ms之內(nèi)觸發(fā)電路停止，之后再次啟用準(zhǔn)備觸發(fā)，此時(shí)該信號(hào)已經(jīng)穩(wěn)定觸發(fā)。

圖5 觸發(fā)釋抑時(shí)間設(shè)置為3.01ms，穩(wěn)定觸發(fā)

4、欠幅觸發(fā)

      欠幅觸發(fā)：用于觸發(fā)跨過(guò)了一個(gè)觸發(fā)電平但沒(méi)有跨過(guò)另一個(gè)觸發(fā)電平的脈沖，具體如圖6所示：

圖6 欠幅觸發(fā)

    邊沿觸發(fā)不是的觸發(fā)方式，有時(shí)候需要查找異常信號(hào)的時(shí)候，我們使用默認(rèn)的邊沿觸發(fā)并不能準(zhǔn)確地找到這個(gè)異常信號(hào)。例如要查找一個(gè)在一串脈沖中偶爾有一個(gè)幅度比較低的信號(hào)，這個(gè)時(shí)候我們應(yīng)該根據(jù)信號(hào)的特性選擇欠幅觸發(fā)。如果還是選擇默認(rèn)的邊沿觸發(fā)我們可以在示波器上看到圖7的圖像。我們可以偶爾看到有一個(gè)矮脈沖出現(xiàn)。

圖7 繼續(xù)使用默認(rèn)的邊沿觸發(fā)

我們根據(jù)具體情況使用欠幅觸發(fā)，觸發(fā)的脈沖寬度設(shè)置為>=2ns。我們可以看到實(shí)際的信號(hào)情況如圖8所示，再配合Single單次觸發(fā)得到一個(gè)穩(wěn)定的波形。

圖8 選擇欠幅觸發(fā)配合Single單次觸發(fā)

    除此之外SDS1004X-E系列示波器還有斜率觸發(fā)、總線觸發(fā)等多種觸發(fā)方式，當(dāng)切換觸發(fā)方式的時(shí)候屏幕會(huì)顯示對(duì)應(yīng)觸發(fā)方式的說(shuō)明，工程師們可以根據(jù)自己所要觀察的信號(hào)靈活切換觸發(fā)方式，穩(wěn)定觸發(fā)信號(hào)方便觀察。

該文章來(lái)源于“鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試智庫(kù)”。