示波器高级触发之捕捉复杂信号解决方案

当今世界瞬间万变,工程师们需要一款工具,能够快速地解决测试疑难问题,面对当今各种测量挑战,示波器自然是满足要求的关键工具。在使用示波器时,必须了解需要使用哪种触发来捕获特定的事件。所谓的触发,按专业上的解释是:按照需求设置一定的触发条件,当波形中某一个波形满足这一条件时,示波器即实时捕获波形及相邻的部分,并显示在屏幕上。在这种背景下,“工程师的眼睛”-示波器,将发挥重要的作用,示波器的高级触发功能,可以帮助工程师实现设定不同触发方式捕获异常信号。

测试对象

示波器触发原理

高级触发相对于普通触发的优势

最基本广泛的基本触发模式是边沿触发,边沿触发的使用和设置都较为简单,但是极易受到严峻的噪声和复杂异步信号的限制。每当基本触发不足以应对设计验证或设计调试等需求的时候,若使用基本触发来处理这些更高级的事件时,需要耗费大量的时间验证及结果会误差极大,使用高级触发可以消除误差并极大地减少调试或验证设计的时间。

应用模拟示意图

高级触发类型

① 脉宽触发 ② 视频触发 ③ 斜率触发 ④ 欠幅触发 ⑤ 延迟触发 ⑥ 延迟触发 ⑦ 持续时间触发 ⑧ 建立保持触发 ⑨ N边沿触发 ⑩ 码型触发

测试前准备事项

▲ 仪器设备自校正

在测试过程中,每当发现基准线不在中心位置,或者当使用环境温度变化范围达到或者超过5°C时,就可以进行自校正操作,在进行自校正前,确保仪器开机运行20分钟以上,自校正可以使示波器达到最佳的工作状态,以便取得最精确的测量值。

操作步骤:

①:依次按 UTILITY-> 自校正 ②:弹出警告对话框,"请确认没有任何信号接到任何通道",点击确定键③:开始自校正请敬侯,自校正时间约5分钟。

▲ 无源探头补偿

无源探头在使用前都需要调整补偿电容以满足探头与示波器输入通道之间的阻抗匹配和频率补偿,未经补偿校正的探头会导致测量结果误差大或出现错误波形。

操作步骤:

①:将探头菜单衰减系数设定为10×,探头上的开关置于10×,并将示波器 探头与CH1通道连接。

②:将探头探针与示波器的"探头补偿信号连接片"相连,接地夹与探头补偿连接片的"接地端"相连, 打开CH1通道,然后按AUTO 按键。

③:用非金属手柄的调笔调整探头上的可变电容,直到屏幕显示平滑波形。

应用测试

01.脉宽触发

脉宽触发顾名思义就是设定信号的脉宽达到某个条件,示波器就触发。当在正极性脉冲上触发时,如果限制条件为真,触发将在脉冲从高到低的翻转上发生;当在负极性脉冲上触发时,如果限制条件为真,触发将在脉冲从低到高的翻转上发生。所以脉宽触发的关键是设定脉宽触发条件与脉宽极性。

触发条件:可以选择" > "," < "," = " 。

(1)>:当触发信号脉宽大于脉宽时间设定值时触发。

(2)<:当触发信号脉宽小于脉宽时间设定值时触发。

(3)=:当触发信号脉宽与脉宽时间设定值基本一致时触发。

脉宽极性:正脉宽和负脉宽。

在示波器中,触发电平与正脉冲相交的两点间时间差定义为正脉宽,触发电平与负脉冲相交的两点间时间差定义为负脉宽。

02.视频触发

视频信号可包含图像信息和时序信息,且具有多种标准和制式。在视频制式方面,提供了三种视频格式,分别是:PAL(Phase Alternating Line,逐行倒相),NTSC(National Television Standards Committee,美国国家电视标准委员会),SECAM(Sequential Couleur A Memoire,顺序传送彩色与存贮) 。

视频制式:可以选择PAL,NTSC,SECAM。

(1)PAL:帧频为每秒25帧,电视扫描线为625行,奇场在前,偶场在后。

(2)NTSC:场频为每秒60场,帧频为每秒30帧。电视扫描线为525行,偶场在前, 奇场在后。

(3)SECAM:帧频为每秒25帧,电视扫描线625行,隔行扫描。

视频同步:可以选择偶数场,奇数场,所有行和指定行。

(1)偶数场:设置在视频信号的偶数场上触发和同步。

(2)奇数场:设置在视频信号的奇数场上触发和同步。

(3)所有行:设置在视频信号的行信号上触发和同步。

(4)指定行:设置在指定的视频行数上触发和同步。选择该同步时可以指定行号。行号的设置范围为1至625(PAL/SECAM)、 1至525(NTSC)。

03.斜率触发

斜率触发的关键是要设定正确的压摆率,当信号上升或下降的压摆率符合设定值时即产生触发。

斜率触发沿:上升沿和下降沿。

(1)上升沿:使用触发信号的上降沿来进行斜率触发。

(2)下降沿:使用触发信号的下降沿来进行斜率触发。

触发条件:">","<","="。

(1)>:当触发信号的压摆率大于设定的压摆率时产生触发。

(2)<:当触发信号的压摆率小于设定的压摆率时产生触发。

(3)=:当触发信号的压摆率与设定的压摆率基本一致时产生触发。

注:压摆率的计算公式为:(高电平阈值-低电平阈值)÷时间

04.欠幅触发

指的是同时设置高低电平门限,用于触发跨过了一个触发电平但没有跨过另一个触发电平的脉冲。正极性欠幅脉冲是指跨过了触发电平下限但没有跨过触发电平上限的脉冲;负极性欠幅脉冲是指跨过了触发电平上限但没有跨过触发电平下限的脉冲。

选择极性:正极性和负极性。

(1)正极性:设置在正向欠幅脉冲触发。

(2)负极性:设置在负向欠幅脉冲触发。

选择条件:无关,>,<,=。

(1)无关:不设置欠幅脉冲触发的触发限制条件。

(2)>:欠幅脉冲宽度大于设置的脉宽时触发。

(3)<:欠幅脉冲宽度小于设置的脉宽时触发。

(4)=:欠幅脉冲宽度等于设置的脉宽时触发。

05.延迟触发

延迟触发指的是示波器在第一个边沿事件时做好准备并延迟规定的时间,然后在下一个边沿事件发生时进行触发。使用延迟触发时需要示波器两个通道,当信源1所设定的边沿(边沿1)与信源2所设定的边沿(边沿2)之间的时间差(△T)满足预设的时间限制时,示波器将发生触发。

选择触发沿:选择上升沿和下降沿。

条件:>,<,< >,> <。

(1)>:信源1所设定的边沿与信源2所设定的边沿之间的时间差(△T)大于设置 的时间触发。

(2)<:信源1所设定的边沿与信源2所设定的边沿之间的时间差(△T)小于设置 的时间触发。

(3)< >:信源1所设定的边沿与信源2所设定的边沿之间的时间差(△T)大于设 置的时间下限且小于设置的时间上限时触发。

(4)> <:信源1所设定的边沿与信源2所设定的边沿之间的时间差(△T)小于设 置的时间下限且大于设置的时间上限时触发。

06.超时触发

超时触发指的是触发从输入信号的上升沿(或下降沿)跨过触发电平开始到相邻的下降沿(上升沿)跨过触发电平结束的时间间隔(△T)大于设置的超时时间时的信号。

在斜率按键里面,选择选择输入信号在何种边沿上触发

(1)上升沿:设置在输入信号的上升沿通过触发电平开始计时。

(2)下降沿:设置在输入信号的下降沿通过触发电平开始计时。

(3)任意沿:设置在输入信号的任意沿通过触发电平开始计时。

07.持续时间触发

选择持续时间触发,示波器通过查找指定码型的持续时间作为识别触发的条件。码型是通道逻辑"与"的组合,每个通道的值可为H(高)、L(低)或X(忽略)。当该码型的持续时间(△T)满足预设的时间时触发。

码型:(1)H:将所选通道码型值设置为"高",即电压电平高于该通道的触发电平。

(2)L:将所选通道码型值设置为"低",即电压电平低于该通道的触发电平。

(3)X:将所选通道码型值设置为"忽略",即该通道不作为码型的一部分。当码型中 的所有通道均被设置为"忽略"时,示波器将不触发。

条件:选择条件:>,<,< >。

(1)>:码型的持续时间大于设置的时间时触发

(2)<:码型的持续时间小于设置的时间时触发

(3)< >:码型的持续时间小于设置的时间上限且大约设置的时间下限时触发。

08.建立保持触发

选择建立保持触发,在此触发类型下,需要设置数据信号线和时钟信号线。建立时间从数据信号跨过触发电平时开始,至指定的时钟边沿到来时结束;保持时间从指定的时钟边沿到来时开始,至数据信号再次跨过触发电平时结束。当建立时间或保持时间小于预设的时间时,示波器将触发。建立保持触发的关键是选择一个通道信号作为数据源,再选择另外一个通道信号作为时钟源。

建立保持:可以选择建立,保持,建立&保持。

(1)建立:当建立时间小于设定值时触发。

(2)保持:当保持时间小于设定值时触发。

(3)建立&保持:当建立时间和保持时间均小于设定值时触发。

09.N边沿触发

选择N边沿触发,在指定空闲时间后第N个边沿上触发。例如,在如下图所示的波形中,需在指定空闲时间(相邻两个上升沿之间的时间)后第1个上升沿上触发,则空闲时间需设置为P<空闲时间<M。其中M为第1个上升沿与前一个上升沿之间的时间,P为参与计数的上升沿之间的最大时间。

斜率:可以选择上升沿,下降沿和任意沿。

(1)上升沿:设置在信号的上升边沿触发。

(2)下降沿:设置在信号的下降边沿触发。

10.码型触发

对于不同通道的输入信号,实现一个通道信号满足一种条件,同时另一个通道波形满足另一种条件,即实现通道的逻辑“与”组合,每个通道可以设置为H(高)、L(低)、X(忽略)。您还可以指定码型中的一个通道为上升沿或下降沿(仅可指定一个边沿)。当指定边沿后,如果其它通道的码型均判定为"真"(即实际码型与预设的码型一致),示波器将在该指定边沿上触发。如果未指定边沿,示波器将在使码型为"真"的最后一个边沿上触发。如果所有通道的码型都被设置为"忽略",示波器将不会触发。

应用场景

硬件开发设计 ,白盒测试, 生产电子产品的厂家、研究所、检测中心、教育、汽车维护与维修

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