示波器的觸發設置知識詳解一

安泰測試維修

本文轉自公眾號：安泰測試

示波器在測試測量工作中的主要作用就是觀測千變萬化的信號，特別是那些隱藏在標準信號下的偶發錯誤信號。那么示波器觀測這些信號的核心是觸發條件的設置，只有準確的觸發，才能讓我們更快更好的觀測我們要研究的信號。



而設置觸發是示波器使用的難點，也是每個工程師所面臨的挑戰，要正確地設置觸發條件應該做到以下兩點：

1、了解您要觀察的信號，只有了解信號本身的特征，才能夠找出正確的觸發條件，才能準確的定位隱藏在正常信號中的異常信號。
2、了解您的示波器，期待的觸發條件再好，示波器不支持也無濟于事。只有知道您的示波器所具有的觸發類型，合理設置觸發條件，才能真正迅速地捕獲被測信號。

下面安泰儀器儀表維修中心分享有關示波器觸發的一些基礎知識：

一、什么是觸發？
通俗的講就是“控制示波器顯示什么”觸發電路的作用就是保證每次時基掃描或采集的時候，都從輸入信號上與定義的相同的觸發條件開始，這樣每一次掃描或采集的波形就同步，可以每次捕獲的波形相重疊，從而顯示穩定的波形。

1、模擬示波器觸發和數字示波器的觸發都是使重復信號穩定顯示
2、對單次信號進行捕獲
3、對重復信號中的異常波形和單次事件中的特殊波形進行隔離捕獲。

觸發設置是依據信號的特征進行的，所以在設置之前首先要對被測信號有足夠的了解。因此觸發設置也是使用示波器中最麻煩的一點。示波器提供了許多觸發設置方式，這些觸發器（功能）可以響應輸入信號的不同條件，根據波形特征加以設定和正確、靈活地應用，會使你在實驗中事半功倍，幫助快速發現問題。

下面舉例說明：例如，一個比實際應該達到的寬度要窄脈沖在系統中作怪，若只使用電壓門限的觸發器是不可能捕獲到這樣脈沖的，這時候，高級觸發控制使你可以單獨關注波形中感興趣的細節，把窄脈沖從正常信號中隔離出來，這樣，即使沒有長記錄長度的支持，也能準確地定位異常信號，而且還提高了工作效率。所以對于不同的信號要采取不同的觸發方式以便迅速準確地設置示波器的觸發，從而找出自己感興趣的信號。

當然也不要忽略觸發耦合的作用。通過圖1的示波器原理圖可以看出，觸發電路與信號引進示波器直到存儲是并行處理的，也就是說觸發電路不會影響到信號的顯示。觸發電路產生的只是控制信號，用來控制示波器的存儲和顯示。所以當使用觸發耦合的時候對信號是不會有任何影響的。觸發耦合有高頻抑制、低頻抑制、交流偶合和噪聲抑制等，在應用中各有自己不同的用法。



二、觸發的作用
當示波器引進一個信號的時候，如果不控制信號的顯示，那么顯示結果將是雜亂無章的，見圖2，每一屏的顯示都不同，當示波器快速刷新的時候，我們看到的信號是混疊的，沒有穩定的圖像，無法觀察和測量。



那么怎么解決上面這種情況呢？我們只要規定好示波器的觸發條件就能達到穩定同步把信號清楚的顯示出來。
下面以邊緣觸發來舉例說明一下觸發的原理。首先我們分析一下我們所要觀察的波形：正弦波在一個周期內的波形特征，只有一個唯一的上升和下降沿，那么我們可以選擇上升沿作為觸發條件，同時設置一個觸發電平與上升沿相交，得到一個觸發點。我們知道在正弦波的不同周期，該觸發點的位置是相同并唯一的，這時當我們把該觸發點定義在顯示屏幕的特定位置時，示波器每刷新一屏，把滿足觸發條件的點都放在屏幕的相同位置，由于該點在波形中是唯一相同的，所有不同屏幕的觸發點都相同在同一位置，那么屏幕上的顯示就穩定同步了，同時刷新一屏只有第一個滿足觸發條件的點定義為觸發點，其他被忽略。如圖3。



在圖3例子中，以上升沿，觸發電平為0V作為觸發條件，為方便起見，我們把觸發點放在屏幕的最左邊零點位置，當每刷新一屏時，示波器把滿足觸發條件的點放在屏幕零點，波形就穩定地被顯示在示波器的屏幕上。

三、觸發的類型
對于傳統的模擬示波器，只是處理模擬的波形信息，只有簡單的邊緣觸發方式。而新一帶的數字存儲示波器，由于有數據存儲，并可以定義觸發點在內存中的位置，對數字化的信息，可以設置更多更復雜的觸發方式，滿足了不同特征波形的觸發和觀察。

如何正確的設置觸發條件來觀察不同特征的波形呢？這項工作對于工程師是一種挑戰。下面舉例說明：



分析如上波形我們看到，當使用簡單的邊緣觸發，選擇上升沿、觸發電平為幅值的50%作為觸發條件的時候，每個大的周期都有兩點滿足觸發條件，這樣就破壞了觸發點在一個掃描周期內的唯一性，當不能保證每次屏幕刷新都從窄的脈沖開始時就造成了混迭。



為穩定正確地顯示該波形，最簡單的辦法是采取觸發釋抑(Hold off)，即在每次掃描時加入延遲時間（通常為信號周期的整數倍），使得掃描的每次觸發總是從相同的信號沿開始。從而得到穩定的波形顯示。也就是確保每次屏幕刷新都從窄脈沖開始。



我們看到邊沿觸發除了有上升沿（下降沿）和觸發電平標準條件設定，同時還有設定觸發釋抑波形特征條件。當標準條件不能限定波形特征時要用觸發釋抑來加強條件的限制，一般的經驗是釋抑時間略小于大周期的整數倍。



首先，分析這種特殊信號，目標是捕獲在方波信號中存在的與正常脈沖寬度不一樣的窄脈沖。如果我們只設定邊緣觸發，那么每個脈沖都滿足條件，都產生觸發，發生混疊，這時無法把我們所關心的窄脈沖隔離出來。

所以，我們是不能用邊緣觸發，而要選擇更高級的觸發方式：脈沖寬度觸發。根據信號的特征（波形寬度問題），選用脈沖寬度觸發功能，設定所要捕獲波形的時間寬度（時間觸發條件設定為= 或 <或  >或  ≠，在該例子中我們選擇小于，設定觸發電平。當波形滿足電平觸發條件的同時，又滿足設定的波形脈沖寬度的觸發條件，我們就捕獲到所關心的窄脈沖了。



從上面這些例子我們可以看到，針對不同特征的波形，應當采取不同類型的觸發方式，只有選擇正確的觸發方式，才能抓住我們想要觀察的信號。隨著示波器和應用領域的發展，觸發方式越來越多，各種示波器所具有的觸發方式不盡相同，很多示波器具有多種觸發類型，要根據信號的特征來選擇。

以上關于觸發的概念以及作用和類型知識希望能幫助到您，歡迎留言探討。