【導讀】在示波器捕捉波形時,很多工程師只會使用邊沿觸發,或者遇事不決按一下AUTO,這樣捕捉的波形不僅準確性不夠,有時甚至會得到一個滿屏亂跳的結果。那如何捕捉到理想中的波形呢?本文將給大家提供各種實用技巧。
示波器觸發的原理
示波器在工作的過程中,信號是一刻不停地進入示波器的采樣模塊中的,對信號進行過濾和選取,就是觸發器的責任。觸發器負責告知采樣系統,哪段信號是我們所關注的,然后把其他的信號忽略掉。其工作原理是一直監控信號流,若發現信號滿足設定的觸發條件,觸發器就記錄滿足條件的信號,啟動采樣;待數據采集完畢后,由控制器對信號進行處理和顯示。具體如下圖1所示。
圖1 觸發過程
示波器的觸發功能,一方面可以使波形穩定,使波形不再左右搖晃;另一方面可以縮短用戶調試的時間,只有滿足觸發條件的信號才會被捕獲、顯示。
觸發濾波
在常用的設置中,只要設定了觸發類型、觸發電壓,波形就能穩定顯示了。但對于噪聲比較大的信號,會出現觸發不穩定、上下邊沿都能觸發的情況。這是因為毛刺信號的存在,干擾了觸發系統對觸發條件的判斷,造成誤觸發。這時候可以在【觸發設置】中,選擇【觸發耦合】操作。耦合選項如下:
● 直流耦合:就是不作處理,允許直流交流信號進入觸發路徑;
● 交流耦合:是高通濾波,截止頻率約7Hz;
● 低頻抑制:是高通濾波,截止頻率約為50KHz;
● 高頻抑制:是低通濾波,截止頻率約為50KHz。
具體如圖2所示:
圖2 各種濾波器性能
觸發耦合其實就是一種對觸發信號的低通或高通濾波。因此可對噪聲大的信號加入“高頻抑制”耦合,過濾掉其中高頻部分,使得波形觸發穩定如圖3所示。
某些示波器提供“噪聲抑制”選項,則是通過調節觸發系統中比較器的滯回電壓來過濾掉信號上的毛刺,在ZDS5000系列示波器中,可以選擇調節“觸發靈敏度”來改變滯回電壓。
圖3 CH1不開啟高頻抑制觸發不穩,CH2開啟高頻抑制
觸發釋抑的妙用
在觸發設置中,觸發釋抑的功能一般會被人忽略。按照定義,釋抑是定義兩次觸發之間的最少時間間隔。
當示波器觸發一次波形后,會進入觸發釋抑時間計數,在此時間內觸發功能會被抑制,即使信號滿足觸發條件,系統也不會標記為觸發點。釋抑的設置對偶發性多邊沿的信號捕獲極為好用,使得原來圖像不穩定的波形馬上清晰。若觸發釋抑時間設得不對,示波器將會把不同邊沿的信號作為觸發點重疊在一起,造成波形顯示異常,如圖4所示,釋抑時間的設置具體如圖5所示。
圖4 釋抑時間設置不當造成波形顯示異常
圖5 釋抑時間應該在Tmax與Tmin之間
模板觸發
使用模板觸發功能,能準確地捕捉信號中的異常波形。其原理是在觸發器中設置一個模板區域,示波器通過不斷監測是否有波形觸碰到該區域,從而進行波形捕捉。設置路徑在菜單觸發->模板觸發,通過按鍵和旋鈕的組合使用可以設置任意區域的模板。如圖6所示,使用模板觸發捕捉到方波中一個異常的上升沿。
圖6 模板觸發示例
總結
要得到理想中的波形,需要從觸發下功夫。觸發是目的性很強的操作,它首先需要明確待捕捉信號的異常和特點,才能去設定相應的觸發條件。初看細節和技巧很多,但一旦掌握,將會極大地提升工程師的調試效率,達到事半功十倍的效果。
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