6月13日晚,我收到一位老師的來信,她問到關(guān)于觸發(fā)的相關(guān)問題:
示波器兩個(gè)通道分別輸入來自兩個(gè)不同電路的信號(hào),這兩個(gè)電路只有參考地是相同的,其他均不聯(lián)系,但頻率波形幅度等均相似?,F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)示波器只有作為觸發(fā)源的那個(gè)通道可以穩(wěn)定,另一個(gè)始終不能穩(wěn)定顯示,是什么原因呢?
如果用兩個(gè)探頭同時(shí)連接示波器的輔助輸出信號(hào),按下示波器的AUTO SETUP鍵之后,兩個(gè)通道的波形都顯示穩(wěn)定,如圖1所示即為兩個(gè)穩(wěn)定顯示的波形。
圖1 示波器很容易穩(wěn)定顯示兩個(gè)相同輸入的方波信號(hào)
但是在按下 AUTO SETUP鍵之后,老師上述問題并不能解決,屏幕上看到的波形仍然是只有作為觸發(fā)源的那個(gè)通道是穩(wěn)定的,另外一個(gè)通道波形在“晃動(dòng)”,盡管我們仔細(xì)查看這兩個(gè)波形本身是幾乎完全一樣的波形:幅度一致,頻率一致。
為什么?
問題根源在于:雖然老師實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)信號(hào)波形的幅度和頻率幾乎一樣,但由于是來自于不同電路,它們之間的相位是不穩(wěn)定的,或者說是隨機(jī)的。
我們用實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證如下。
實(shí)驗(yàn)中分別用鼎陽科技的SDG2122X任意波形發(fā)生器輸出4Vpp,1KHz的方波信號(hào),用鼎陽科技示波器SDS2102X自帶的AWG也輸出4Vpp,1KHz的方波信號(hào),分別將這兩路信號(hào)連接到示波器SDS2102X的通道1和通道2。
示波器的波形顯示如圖2所示的動(dòng)畫效果。
圖2 兩個(gè)信號(hào)輸出的相同信號(hào),并不能穩(wěn)定顯示
對(duì)于同一時(shí)鐘源,兩個(gè)信號(hào)同時(shí)穩(wěn)定顯示要滿足什么條件呢? 一定要同頻同幅嗎? 答案是:只要兩個(gè)信號(hào)是有穩(wěn)定相位關(guān)系,或者說是同步的,就能通過合適的觸發(fā)方式穩(wěn)定顯示。
波形顯示的穩(wěn)定與否是人的肉眼視覺上看到的一種“效果”:設(shè)想有一個(gè)人,他按固定速率的步伐在你面前來回走過,你不覺得頭暈,但如果這個(gè)人不等速地在你面前躥來躥去的,你就覺得頭暈了。 而當(dāng)兩個(gè)人在你面前的時(shí)候,其實(shí)你的眼睛是盯住一個(gè)人的,另外一個(gè)人如果和你盯住的這個(gè)人保持“同步”的關(guān)系,你的頭就不暈,否則,你的頭就發(fā)暈——波形顯示不穩(wěn)定啦! 觸發(fā)通常是使用一路信號(hào)作為觸發(fā)源,也就是眼睛通常盯住一個(gè)人,如果用兩個(gè)信號(hào)同時(shí)作為觸發(fā)源,譬如AB觸發(fā),那就要復(fù)雜一點(diǎn)了。
觸發(fā)的本質(zhì)是隔離感興趣的信號(hào),觸發(fā)的本質(zhì)并不是穩(wěn)定顯示波形,但是,觸發(fā)的一個(gè)引申作用是穩(wěn)定顯示波形:針對(duì)有規(guī)律的單一信號(hào),找到信號(hào)的規(guī)律性來觸發(fā)該信號(hào)使其穩(wěn)定顯示; 針對(duì)兩個(gè)相位穩(wěn)定的信號(hào),觸發(fā)其中的一路信號(hào),兩路信號(hào)看上去都穩(wěn)定顯示。
我們常說穩(wěn)定觸發(fā)某信號(hào),這個(gè)說法如果這樣理解是對(duì)的:通過設(shè)置合適的觸發(fā)方式,使波形穩(wěn)定顯示。但,示波器的觸發(fā)系統(tǒng)始終是在工作狀態(tài)的。
對(duì)于相同的信號(hào)源輸出的兩路信號(hào),幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
1, 同一時(shí)鐘源,等頻信號(hào),兩者可以穩(wěn)定觸發(fā)(如圖1)
2, 同一時(shí)鐘源,不等頻信號(hào)
a) 用SDG2122X任意波形發(fā)生器雙通道輸出4Vpp,1KHz的方波信號(hào)和4Vpp,3KHz的方波信
圖3 1KHz的方波呵和3KHz的方波,能穩(wěn)定顯示
b) 用SDG2122X任意波形發(fā)生器雙通道輸出4Vpp,1KHz的方波信號(hào)和4Vpp,3.3KHz的方波信號(hào)
圖4 1KHz的方波呵和3.3KHz的方波,不能穩(wěn)定顯示
顯然圖3的兩個(gè)波形穩(wěn)定顯示,而圖4的波形無法穩(wěn)定顯示。對(duì)于相同信號(hào)源輸出的兩路信號(hào),當(dāng)頻率關(guān)系存在整數(shù)倍的時(shí)候,兩者可以穩(wěn)定觸發(fā),非整數(shù)倍時(shí),不能同時(shí)穩(wěn)定觸發(fā)。
我們得到的結(jié)論是:
不同時(shí)鐘源的信號(hào),等頻或者非等頻均不能同時(shí)穩(wěn)定顯示。同一時(shí)鐘源的信號(hào),若兩者頻率存在整數(shù)倍的關(guān)系,則兩者都可以穩(wěn)定觸發(fā),若兩者存在非整除倍的關(guān)系,則兩者不能同時(shí)觸發(fā)。
不同時(shí)鐘源的信號(hào),由于使用的兩套時(shí)鐘系統(tǒng)是隨機(jī)不同步的,因此,通常不能通過觸發(fā)方式使它們穩(wěn)定顯示。
該文章來源于“鼎陽硬件設(shè)計(jì)與測試智庫”