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示波器高級觸發之捕捉復雜信號解決方案

當今世界瞬間萬變,工程師們需要一款工具,能夠快速地解決測試疑難問題,面對當今各種測量挑戰,示波器自然是滿足要求的關鍵工具。在使用示波器時,必須了解需要使用哪種觸發來捕獲特定的事件。所謂的觸發,按專業上的解釋是:按照需求設置一定的觸發條件,當波形中某一個波形滿足這一條件時,示波器即實時捕獲波形及相鄰的部分,并顯示在屏幕上。在這種背景下,“工程師的眼睛”-示波器,將發揮重要的作用,示波器的高級觸發功能,可以幫助工程師實現設定不同觸發方式捕獲異常信號。


測試對象



示波器觸發原理



高級觸發相對于普通觸發的優勢


最基本廣泛的基本觸發模式是邊沿觸發,邊沿觸發的使用和設置都較為簡單,但是極易受到嚴峻的噪聲和復雜異步信號的限制。每當基本觸發不足以應對設計驗證或設計調試等需求的時候,若使用基本觸發來處理這些更高級的事件時,需要耗費大量的時間驗證及結果會誤差極大,使用高級觸發可以消除誤差并極大地減少調試或驗證設計的時間。


應用模擬示意圖




高級觸發類型


① 脈寬觸發             ② 視頻觸發      ③ 斜率觸發


④ 欠幅觸發             ⑤ 延遲觸發      ⑥ 延遲觸發


⑦ 持續時間觸發      ⑧ 建立保持觸發


⑨ N邊沿觸發           ⑩ 碼型觸發


測試前準備事項


▲ 儀器設備自校正


在測試過程中,每當發現基準線不在中心位置,或者當使用環境溫度變化范圍達到或者超過5°C時,就可以進行自校正操作,在進行自校正前,確保儀器開機運行20分鐘以上,自校正可以使示波器達到最佳的工作狀態,以便取得最精確的測量值。


操作步驟:


①:依次按 UTILITY-> 自校正

②:彈出警告對話框,"請確認沒有任何信號接到任何通道",點擊確定鍵

③:開始自校正請敬侯,自校正時間約5分鐘



▲ 無源探頭補償


無源探頭在使用前都需要調整補償電容以滿足探頭與示波器輸入通道之間的阻抗匹配和頻率補償,未經補償校正的探頭會導致測量結果誤差大或出現錯誤波形。


操作步驟:


①:將探頭菜單衰減系數設定為10×,探頭上的開關置于10×,并將示波器 探頭與CH1通道連接。

②:將探頭探針與示波器的"探頭補償信號連接片"相連,接地夾與探頭補償連接片的"接地端"相連, 打開CH1通道,然后按AUTO 按鍵。

③:用非金屬手柄的調筆調整探頭上的可變電容,直到屏幕顯示平滑波形。



應用測試


01.脈寬觸發


脈寬觸發顧名思義就是設定信號的脈寬達到某個條件,示波器就觸發。當在正極性脈沖上觸發時,如果限制條件為真,觸發將在脈沖從高到低的翻轉上發生;當在負極性脈沖上觸發時,如果限制條件為真,觸發將在脈沖從低到高的翻轉上發生。所以脈寬觸發的關鍵是設定脈寬觸發條件與脈寬極性。


觸發條件:可以選擇" > "," < "," = " 。


(1)>:當觸發信號脈寬大于脈寬時間設定值時觸發。


(2)<:當觸發信號脈寬小于脈寬時間設定值時觸發。


(3)=:當觸發信號脈寬與脈寬時間設定值基本一致時觸發。


脈寬極性:正脈寬和負脈寬。


在示波器中,觸發電平與正脈沖相交的兩點間時間差定義為正脈寬,觸發電平與負脈沖相交的兩點間時間差定義為負脈寬。



02.視頻觸發


視頻信號可包含圖像信息和時序信息,且具有多種標準和制式。在視頻制式方面,提供了三種視頻格式,分別是:PAL(Phase Alternating Line,逐行倒相),NTSC(National Television Standards Committee,美國國家電視標準委員會),SECAM(Sequential Couleur A Memoire,順序傳送彩色與存貯) 。


視頻制式:可以選擇PAL,NTSC,SECAM。


(1)PAL:幀頻為每秒25幀,電視掃描線為625行,奇場在前,偶場在后。


(2)NTSC:場頻為每秒60場,幀頻為每秒30幀。電視掃描線為525行,偶場在前, 奇場在后。


(3)SECAM:幀頻為每秒25幀,電視掃描線625行,隔行掃描。


視頻同步:可以選擇偶數場,奇數場,所有行和指定行。


(1)偶數場:設置在視頻信號的偶數場上觸發和同步。


(2)奇數場:設置在視頻信號的奇數場上觸發和同步。


(3)所有行:設置在視頻信號的行信號上觸發和同步。


(4)指定行:設置在指定的視頻行數上觸發和同步。選擇該同步時可以指定行號。行號的設置范圍為1至625(PAL/SECAM)、 1至525(NTSC)。



03.斜率觸發


斜率觸發的關鍵是要設定正確的壓擺率,當信號上升或下降的壓擺率符合設定值時即產生觸發。


斜率觸發沿:上升沿和下降沿。


(1)上升沿:使用觸發信號的上降沿來進行斜率觸發。


(2)下降沿:使用觸發信號的下降沿來進行斜率觸發。


觸發條件:">","<","="。


(1)>:當觸發信號的壓擺率大于設定的壓擺率時產生觸發。


(2)<:當觸發信號的壓擺率小于設定的壓擺率時產生觸發。


(3)=:當觸發信號的壓擺率與設定的壓擺率基本一致時產生觸發。


注:壓擺率的計算公式為:(高電平閾值-低電平閾值)÷時間



04.欠幅觸發


指的是同時設置高低電平門限,用于觸發跨過了一個觸發電平但沒有跨過另一個觸發電平的脈沖。正極性欠幅脈沖是指跨過了觸發電平下限但沒有跨過觸發電平上限的脈沖;負極性欠幅脈沖是指跨過了觸發電平上限但沒有跨過觸發電平下限的脈沖。


選擇極性:正極性和負極性。


(1)正極性:設置在正向欠幅脈沖觸發。


(2)負極性:設置在負向欠幅脈沖觸發。


選擇條件:無關,>,<,=。


(1)無關:不設置欠幅脈沖觸發的觸發限制條件。


(2)>:欠幅脈沖寬度大于設置的脈寬時觸發。


(3)<:欠幅脈沖寬度小于設置的脈寬時觸發。


(4)=:欠幅脈沖寬度等于設置的脈寬時觸發。



05.延遲觸發


延遲觸發指的是示波器在第一個邊沿事件時做好準備并延遲規定的時間,然后在下一個邊沿事件發生時進行觸發。使用延遲觸發時需要示波器兩個通道,當信源1所設定的邊沿(邊沿1)與信源2所設定的邊沿(邊沿2)之間的時間差(△T)滿足預設的時間限制時,示波器將發生觸發。


選擇觸發沿:選擇上升沿和下降沿。


條件:>,<,< >,> <。


(1)>:信源1所設定的邊沿與信源2所設定的邊沿之間的時間差(△T)大于設置 的時間觸發。


(2)<:信源1所設定的邊沿與信源2所設定的邊沿之間的時間差(△T)小于設置 的時間觸發。


(3)< >:信源1所設定的邊沿與信源2所設定的邊沿之間的時間差(△T)大于設 置的時間下限且小于設置的時間上限時觸發。


(4)> <:信源1所設定的邊沿與信源2所設定的邊沿之間的時間差(△T)小于設 置的時間下限且大于設置的時間上限時觸發。



06.超時觸發


超時觸發指的是觸發從輸入信號的上升沿(或下降沿)跨過觸發電平開始到相鄰的下降沿(上升沿)跨過觸發電平結束的時間間隔(△T)大于設置的超時時間時的信號。


在斜率按鍵里面,選擇選擇輸入信號在何種邊沿上觸發


(1)上升沿:設置在輸入信號的上升沿通過觸發電平開始計時。


(2)下降沿:設置在輸入信號的下降沿通過觸發電平開始計時。


(3)任意沿:設置在輸入信號的任意沿通過觸發電平開始計時。



07.持續時間觸發


選擇持續時間觸發,示波器通過查找指定碼型的持續時間作為識別觸發的條件。碼型是通道邏輯"與"的組合,每個通道的值可為H(高)、L(低)或X(忽略)。當該碼型的持續時間(△T)滿足預設的時間時觸發。


碼型:(1)H:將所選通道碼型值設置為"高",即電壓電平高于該通道的觸發電平。


(2)L:將所選通道碼型值設置為"低",即電壓電平低于該通道的觸發電平。


(3)X:將所選通道碼型值設置為"忽略",即該通道不作為碼型的一部分。當碼型中 的所有通道均被設置為"忽略"時,示波器將不觸發。


條件:選擇條件:>,<,< >。


(1)>:碼型的持續時間大于設置的時間時觸發


(2)<:碼型的持續時間小于設置的時間時觸發


(3)< >:碼型的持續時間小于設置的時間上限且大約設置的時間下限時觸發。



08.建立保持觸發


選擇建立保持觸發,在此觸發類型下,需要設置數據信號線和時鐘信號線。建立時間從數據信號跨過觸發電平時開始,至指定的時鐘邊沿到來時結束;保持時間從指定的時鐘邊沿到來時開始,至數據信號再次跨過觸發電平時結束。當建立時間或保持時間小于預設的時間時,示波器將觸發。建立保持觸發的關鍵是選擇一個通道信號作為數據源,再選擇另外一個通道信號作為時鐘源。


建立保持:可以選擇建立,保持,建立&保持。


(1)建立:當建立時間小于設定值時觸發。


(2)保持:當保持時間小于設定值時觸發。


(3)建立&保持:當建立時間和保持時間均小于設定值時觸發。



09.N邊沿觸發


選擇N邊沿觸發,在指定空閑時間后第N個邊沿上觸發。例如,在如下圖所示的波形中,需在指定空閑時間(相鄰兩個上升沿之間的時間)后第1個上升沿上觸發,則空閑時間需設置為P<空閑時間


斜率:可以選擇上升沿,下降沿和任意沿


(1)上升沿:設置在信號的上升邊沿觸發。


(2)下降沿:設置在信號的下降邊沿觸發。



10.碼型觸發


對于不同通道的輸入信號,實現一個通道信號滿足一種條件,同時另一個通道波形滿足另一種條件,即實現通道的邏輯“與”組合,每個通道可以設置為H(高)、L(低)、X(忽略)。您還可以指定碼型中的一個通道為上升沿或下降沿(僅可指定一個邊沿)。當指定邊沿后,如果其它通道的碼型均判定為"真"(即實際碼型與預設的碼型一致),示波器將在該指定邊沿上觸發。如果未指定邊沿,示波器將在使碼型為"真"的最后一個邊沿上觸發。如果所有通道的碼型都被設置為"忽略",示波器將不會觸發。



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