什么是示波器的觸發模式
觸發的定義與作用
觸發是示波器穩定顯示波形、捕獲特定信號事件的核心機制。它通過設置電壓幅值、時間、波形變化率等條件,當信號滿足設定條件時,實時捕獲該波形及相鄰部分并顯示。作為 “電子工程師的眼睛”,示波器需依靠穩定觸發才能清晰呈現信號,也是定位問題的關鍵手段。RIGOL 示波器歷經二十余年發展,已從模擬觸發全面轉向數字觸發,功能不斷豐富。
觸發的關鍵參數
觸發電平
源于單限比較器的參考電平,當輸入信號(Vi)大于參考電平(Vt)時輸出正電平,反之輸出負電平。但單限比較器易因信號波動或噪聲導致誤觸發。
觸發靈敏度
由遲滯比較器實現,其通過正反饋形成兩個參考電平(VTH 和 VTL),輸入信號高于 VTH 時輸出高電平,低于 VTL 時輸出低電平,中間區間保持輸出不變。“遲滯區間” 大小決定靈敏度,區間越大抗噪聲能力越強,但過大會導致觸發遲鈍,需平衡設置。
觸發的必要性
模擬示波器中,示波管的 Y 軸接收待測信號,X 軸接收鋸齒波掃描信號。若無觸發,鋸齒波觸發位置不固定,導致波形相位不一致,屏幕顯示滾動且重疊。設置觸發條件后,可使每屏波形相位同步,實現穩定顯示。X 軸鋸齒波周期決定水平時基,周期越長,屏幕顯示的波形周期數越多。
觸發的實現方式
模擬觸發
原理:觸發數據來自模擬前端,處理模擬信號。
不足:存在觸發抖動,因采樣與觸發路徑的噪聲、延遲差異,以及 ADC 量化誤差、比較器精度限制,導致觸發位置不固定。
數字觸發
原理:使用 ADC 轉換后的數字信號,通過數字信號處理實現觸發,避免模擬器件受溫度等因素影響,觸發更精確。
常見類型:
邊沿觸發:檢測信號上升沿、下降沿或任意沿的跳變,是最常用的基礎觸發方式。
觸發釋抑:前一次觸發后,設定一段時間內不響應新觸發,適用于復雜脈沖串、協議信號等場景,可穩定捕獲規律信號。
精細觸發:對 ADC 采樣數據插值,提升觸發分辨率。如 10GSa/s 采樣率結合 100 倍插值,可實現 1ps 分辨率的觸發定位。
總線 / 協議觸發:通過硬件 / FPGA 實時解碼 RS232、I2C、SPI 等總線信號,基于協議特性觸發,避免軟件處理的非實時性導致的事件丟失。
區域觸發(模板觸發):設定檢測區域,判斷波形與區域是否 “相交” 或 “不相交”,滿足條件時觸發,提升復雜信號的捕獲概率。
總結
模擬觸發受限于模擬器件特性,觸發類型單一且精度不足;數字觸發基于數字信號處理,能實現復雜事件條件觸發,支持多種模式,具有觸發精確、抗干擾能力強等優勢,是現代示波器的主流選擇。合理運用不同觸發模式,可高效捕獲和分析各類信號,助力電路調試與問題定位。
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