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          示波器的各個系統(tǒng)和控制

          作者: 時間:2009-05-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          包含四個不同的基本:垂直、水平、觸發(fā)系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)。理解每一個系統(tǒng)的含義,有助于您更有效地應(yīng)用,完成特定的測量任務(wù)。請記住,的每一個系統(tǒng)對精確地重構(gòu)信號都大有裨益。

          本小節(jié)簡要描述模擬和數(shù)字示波器的基本的系統(tǒng)和調(diào)節(jié)控制。模擬和數(shù)字示波器的一些控制并不相同;也許您的示波器還有其他的控制,但并沒有在這里提及。

          示波器的前面板分為三個主要的區(qū)域,標注為垂直區(qū)、水平區(qū)和觸發(fā)區(qū)。由于模式和類型(模擬或數(shù)字)不同,您的示波器也許還有其他的區(qū)域。參看圖22,在閱讀本小節(jié)過程中,看看您能否在圖中以及在自己的示波器中找到前面板的各區(qū)域位置。當(dāng)使用示波器時,為接納輸入信號,需要對以下配置進行調(diào)整:
          • 信號的衰減和放大值。通過控制伏特/格,可以把信號的幅度調(diào)整到期望測量范圍內(nèi)。
          • 時基。通過控制秒/ 格,可以顯示屏中每一水平刻度代表的時間量。
          • 示波器觸發(fā)。利用觸發(fā)電平,可以穩(wěn)定重復(fù)信號,或者觸發(fā)單一的事件。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/195855.htm


          垂直系統(tǒng)和控制

          波形垂直的位置和標度由垂直控制部分調(diào)控。垂直控制還能設(shè)置耦合方式和其他的信號條件,具體內(nèi)容在本節(jié)的后面部分有講解。通用垂直控制包括:

          • 端接設(shè)備
            1M 歐
            50 歐
          • 耦合方式
            DC 直流
            AC 交流
            GND 地線
          • 帶寬限制
            20 MHz
            250 MHz
            全帶寬
          • 位置
          • 偏移
          • 轉(zhuǎn)置-開/關(guān)
          • 標度
            1-2-5
            可變
          • 縮放

          位置和每刻度電壓

          垂直位置控制使您能按照需求準確地上下移動波形。調(diào)節(jié)每刻度電壓值(通常記為volts/div,伏特/格),那么顯示波形大小
          會隨之改變。較好的通用示波器可以精確顯示信號電平范圍大概是從4微伏到40 伏特。

          伏特/ 格是一個標度因數(shù)。假設(shè)分為八個主要的刻度格子,如果伏特/格設(shè)置為5伏特,則八個垂直格中的每一個都表示5伏特,那么從下到上整個屏幕可以顯示40伏特。如果設(shè)置的是0.5 伏特/格,那么從下到上可以顯示4伏特,依此類推。屏幕顯示的最大電壓是伏特/ 格乘上垂直刻度的數(shù)量。注意探頭有1X 或10X,它也影響標度因數(shù)。如果示波器沒有把伏特/ 格除以衰減系數(shù),那么您自己應(yīng)該留意。

          通常,伏特/格有可變的增益控制或精密增益控制,使顯示的信號標度在數(shù)個合適的刻度內(nèi)。利用這樣的控制方式,方便對上升時間等的測量。

          輸入耦合

          耦合指的是一個電路與另外一個電路中的電信號的連接方式。既然這樣,那么輸入耦合就指測試電路與示波器的連接。耦合方式可以設(shè)置為DC、AC或者地線。DC耦合會顯示所有輸入信號。而AC 耦合去除信號中的直流成分,結(jié)果是顯示的波形始終以零電壓為中心。圖23 圖解了兩者的不同之處。當(dāng)整個信號(振蕩的電流+直接電流)大于伏特/ 格的設(shè)置時,AC 耦合非常適用。

          地線

          地線的設(shè)置不需要輸入信號與垂直系統(tǒng)相連。觀察地線,就可以知道屏幕中零電壓的位置。如果使用的是地線輸入耦合和自動觸發(fā)模式,那么屏幕中就有一條表示零電壓值的水平線。測試信號電壓相對地的電平值的便捷方法為,把耦合從DC 轉(zhuǎn)換到地,再重新轉(zhuǎn)換回DC。

          帶寬限制

          大多數(shù)示波器中存在限制示波器帶寬的電路。限制帶寬后,可以減少顯示波形中不時出現(xiàn)的噪聲,顯示的波形會顯得更為清晰。請注意,在消除噪聲的同時,帶寬限制同樣會減少或消除高頻信號成分。交替和斷續(xù)顯示模式模擬示波器顯示多個信道時采用交替(alternate)或斷續(xù)(chop)模式。(許多數(shù)字示波器可以同時表示多個信道,而不需要使用間隔和交替模式。)

          交替模式輪流繪制每一通道:示波器首先完成通道1 的掃描,馬上對通道2 進行掃描,接著又掃描通道1,如此循環(huán)。這一模式適用于中速到高速的信號,此時秒/ 格標度設(shè)置在0.5ms,甚至更快。斷續(xù)模式是示波器前后變換著描繪信號中的一小段。變換的速度相當(dāng)快,人眼難以注意到,波形看上去也是一個整體。典型地,捕獲的掃描速度為1ms或者更低的慢速信號,可以采用這一模式。圖24圖解出兩者的不同之處。有時為了得到最好的顯示效果,需要在兩種模式中作出選擇。

          水平系統(tǒng)和控制

          示波器的水平系統(tǒng)與輸入信號有更多的直接聯(lián)系,采樣速率和記錄長度等需要在此設(shè)定。水平控制用來表示波形水平方向的位置和標度。通用的水平控制包括:

          • 主時基
          • 延遲時基
          • XY 模式
            標度
            1-2-5
          • 可變
          • 波形蹤跡區(qū)分
          • 記錄長度
          • 分辨率
          • 采樣速率
          • 觸發(fā)位置
          • 縮放

          捕獲控制

          對數(shù)字示波器,用戶可以控制捕獲系統(tǒng)如何處理信號。在閱讀下面的說明時,請察看您自己的示波器的捕獲選項。圖25 給出的是一個捕獲菜單的例子。

          捕獲模式

          捕獲模式控制如何從采樣點中產(chǎn)生出波形點。采樣點是直接從模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)中得到的數(shù)字值。采樣間隔指的是相鄰采樣點的時間。波形點指的是存儲在存儲區(qū)內(nèi)的數(shù)字值,它將重構(gòu)顯示波形。相鄰波形點之間的時間差用波形間隔表示。
          采樣間隔和波形間隔可以一致,也可以不一樣。由此產(chǎn)生出幾種不同的實際捕獲模式,其中一個波形點可以由數(shù)個捕獲的采樣點序列構(gòu)成,另外有一種捕獲模式,波形點是由若干捕獲產(chǎn)生的采樣點共同構(gòu)成。隨后將介紹最常用的捕獲模式。

          捕獲模式的類型

          采樣模式:這是最簡單的捕獲模式。每一個波形間隔,示波器存儲一個采樣點的值,并做為波形的一個點。峰值檢測模式:示波器將波形間隔內(nèi)采樣出來的采樣點,選取其中的最小值和最大值,并把這些樣值當(dāng)作兩個相關(guān)的波形點。采用峰值檢測模式的示波器以非常高的采樣速率運行ADC,即便設(shè)置的時基非常慢也是如此(慢時基等效為長的波形間隔)。采樣模式不能捕獲發(fā)生在波形點之間的快速變化的信號(參看圖26),而峰值檢測模式可以捕獲到。利用峰值檢測,非常有效地能觀察到偶爾發(fā)生的窄脈沖(如圖27 所示)。

          高分辨率 (Hi Res) 模式:與峰值檢測一樣,當(dāng)ADC采樣快于時基的設(shè)置要求時,高分辨率模式是獲取更多信息的一種方法。對于這種模式,在一個波形點時間間隔內(nèi),采多個樣值,然后算出平均值,得到一個波形點。噪聲會對結(jié)果產(chǎn)生負面影響,而低速信號的分辨率會提高。

          包絡(luò)模式:包絡(luò)模式與峰值檢測模式類似。但是包絡(luò)模式是由多次捕獲得到的多個波形的最小和最大波形點,重新組合為新波形,表示波形隨時間變化的最小/最大量。常常利用峰值檢測模式來捕獲記錄,組合為包絡(luò)波形。

          平均值模式:對于平均值模式,在每一個波形間隔,示波器存儲一個采樣點,這一點與采樣模式一致。隨后處理方式則不同,該模式算出連續(xù)捕獲得到的波形點的平均值,然后產(chǎn)生最后的顯示波形。平均值模式在減少噪聲的同時并沒有損失帶寬,但它處理對象是重復(fù)的信號。

          捕獲系統(tǒng)的啟動和終止

          數(shù)字示波器的最大優(yōu)點之一是它們能夠存儲波形,隨后再作觀察。為此目的,前面板中通常都會有一個或多個按鈕,用來啟動和終止捕獲系統(tǒng),然后從容地分析波形。另外,您也許需要在一個捕獲過程完成之后,或者在某設(shè)定的記錄已經(jīng)變?yōu)槟撤N包絡(luò)或均值波形之后,讓示波器自動停止捕獲。這個特性稱為單次掃描或單次捕獲,通常在使用其他捕獲控制或者使用觸發(fā)控制時,可以控制該特性。

          采樣

          采樣是為方便存儲、處理和/或顯示,把部分輸入信號轉(zhuǎn)變?yōu)樵S多離散電信號的過程。信號在某一時刻采樣,每一個采樣點的幅度與輸入信號在那一時刻的幅度值相同。

          采樣與抓拍類似。每一個瞬間圖象代表波形上某一時刻的特定點。這些瞬象按照時間順序排列起來,就能夠重構(gòu)輸入信號。對數(shù)字示波器而言,一組采樣點在顯示屏上重構(gòu)波形,垂直軸代表測量幅度,而水平軸表示時間,請參看圖28。

          圖28 中,輸入波形在屏幕上呈現(xiàn)一串點。如果點距離很遠,那么很難分辨出波形,解決方法是采用插值法連接各點。插值法利用直線或矢量連接各點。許多插值算法都可以精確顯示連續(xù)的輸入信號。采樣控制有些數(shù)字示波器可以選擇采樣的方式:實時采樣或者等效時間采樣。在示波器的捕獲控制部分可以選擇捕獲信號的采樣方式。請注意,對于慢速的捕獲信號,選擇結(jié)果是沒有差別的;只有當(dāng)ADC采樣速度不夠快速,不能在一遍之內(nèi)把波形點填充到記錄中時,作出選擇才是有意義的。

          采樣方式

          盡管有許多不同的采樣技術(shù)的實現(xiàn),現(xiàn)在的數(shù)字示波器采用兩種基本的采樣方式:實時采樣和等效時間采樣。等效時間采樣可以進一步分為兩種子類:隨機和順序。每一種方式都根據(jù)測量對象的不同有各自獨特的優(yōu)勢。

          實時采樣

          對于頻率范圍在示波器最大采樣速率一半以下的信號,實時采樣是理想的方式。此時,通過一次“掃描”波形,示波器就能獲得足夠多的點重構(gòu)精確的圖象,如圖29 所示。為數(shù)字示波器采集快速、單脈沖和瞬態(tài)信號,實時采樣是唯一的方式。

          為了精確數(shù)字化高頻瞬態(tài)事件,必需要有足夠的采樣速率,數(shù)字示波器的實時采樣才能很好的完成這樣的任務(wù)。如圖30 所示。這些事件只發(fā)生一次,必須在發(fā)生的同一時間幀內(nèi)對其采樣。如果采樣速率不夠快,高頻成分可能會“混疊”為低頻信號,引起顯示混疊。另外,一旦波形經(jīng)實時采樣數(shù)字化,必需的高速存儲器也帶來更多的復(fù)雜性。為精確體現(xiàn)高頻成分,涉及采樣率和記錄長度的概念,如果需要詳細了解,請參看性能術(shù)語和應(yīng)用部分的采樣速率和記錄長度一節(jié)。

          利用插值法的實時采樣。數(shù)字示波器獲取被顯示波形的離散樣值。但是,如果信號只是由各點表示,則很難觀察,特別是信號的高頻部分,獲取的點很少,更增加了觀察的難度。為增加信號的可視性,數(shù)字示波器一般都使用插值法顯示模式。

          簡單地說,插值法“連接各采樣點”,即使信號在一個周期內(nèi)僅采樣幾次,也能有精確的顯示。對于利用插值法的實時采樣,示波器在單程內(nèi)只收集很少量的采樣點,在間隙處利用插值法進行填充。插值法是利用一些點推算出整個波形樣子的處理方法。

          線性插值法在相鄰樣點處直接連接上直線。這種方法局限于重建直邊緣的信號,比如方波。參看圖31。參照圖31,sin x/x 插值法利用曲線來連接樣點,通用性更強。Sin x/x插值法利用數(shù)學(xué)處理,在實際樣點間隔中運算出結(jié)果。這種插值法彎曲信號波形,使之產(chǎn)生比純方波和脈沖更為現(xiàn)實的普通形狀。當(dāng)采樣速率是系統(tǒng)帶寬的3 到5 倍時,sin x/x 插值法是建議的插值法。

          等效時間采樣

          在測量高頻信號時,示波器可能不能在一次掃描中收集足夠的樣值。如圖32 所示,當(dāng)信號頻率超過示波器采樣頻率的一半時,等效時間采樣可以精確捕獲這些信號。等效時間數(shù)字化器(采樣器)利用的原理是,大多數(shù)自然產(chǎn)生和人為構(gòu)造的對象都具有重復(fù)性。為構(gòu)建重復(fù)信號的圖象,在每一個重復(fù)期內(nèi),等效時間只采樣采集少量的信息。象一串燈一盞一盞依次點亮那樣,波形逐漸累積而成。利用這樣的方式,即使信號的頻率成分遠遠高于示波器的采樣速率,也能形成精確地采樣。

          有兩種等效時間采樣的方法:隨機和連續(xù)。每一種都有其優(yōu)勢。隨機等效時間采樣允許輸入信號的顯示先于觸發(fā)點,而不需要使用延遲線。連續(xù)等效時間采樣提供更大的時間分辨率和精度。兩者都要求輸入信號具有重復(fù)性。

          隨機等效時間采樣。隨機等效時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(采樣器)采用內(nèi)部的時鐘,它與輸入信號和信號觸發(fā)器的時鐘不同步,如圖33 所示。樣值連續(xù)不斷地獲得,而且獨立于觸發(fā)位置,顯示時則由樣值和觸發(fā)器的時間差決定。盡管采樣在時間上是連續(xù)的,但是相對于觸發(fā)器則是隨機的,由此產(chǎn)生了“隨機”等效時間采樣的說法。當(dāng)在示波器屏幕上顯示的時候,采樣點沿著波形隨機地出現(xiàn)。

          捕獲和顯示樣值優(yōu)先于觸發(fā)點的性能是這種采樣技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢,這樣,不再需要外部的預(yù)觸發(fā)信號或延遲線。取決于采樣速率和延遲時間窗,隨機采樣可以在一次觸發(fā)事件中捕獲多個樣值。然而,對于更快的掃描速度,捕獲窗口很狹窄,數(shù)字轉(zhuǎn)換器不能在每一次觸發(fā)時采到樣值。對于這些具有更快交換速度的地方,往往需要進行相當(dāng)精確的定時測量,而連續(xù)等效時間采樣可以利用額外的時間分解方法,顯得非常有利。

          連續(xù)等效時間采樣。連續(xù)等效時間采樣在每一個觸發(fā)捕獲一個樣值,而不依賴于時間/ 格(time/div)的設(shè)置和掃描速度,如圖34 所示。每發(fā)現(xiàn)一個觸發(fā),經(jīng)過一段雖然非常短卻明確的延遲,就獲得樣值。當(dāng)發(fā)生下一次觸發(fā)時,延遲增加一段小的時間增量(delta t),數(shù)字轉(zhuǎn)換器則又采下一個樣值。該過程重復(fù)多次,“delta t”不斷增加到前一個捕獲量中,直到時間窗口填滿。當(dāng)需要顯示到示波器屏幕中的時候,樣點從左到右沿著波形順序出現(xiàn)。

          從技術(shù)的角度,產(chǎn)生一個非常短非常精確的“delta t”,與準確測量與采樣觸發(fā)點相關(guān)的垂直和水平位置相比,前者要容易的多。精確的測量延遲使連續(xù)采樣器很難控制時間間隔分辨能力。既然如此,如果采用連續(xù)采樣,一旦發(fā)現(xiàn)觸發(fā)電平,就對信號進行采樣,如果沒有模擬延遲線,觸發(fā)點不可能得到顯示,但是延遲線的存在會減少儀器的帶寬。如果提供外部的預(yù)觸發(fā)器,那么帶寬就不會收到影響。

          位置和秒/格

          水平位置控制使波形在屏幕上左右準確移動。秒/格設(shè)置(通常記為sec/div,秒/ 格)可以使您選擇波形描繪到屏幕上的速率(也被稱為時基設(shè)置和掃描速度)。該設(shè)置是一個標度因數(shù)。如果設(shè)置為1ms,則表示水平方向每刻度表示1ms,而整個屏幕寬度代表10ms,或者10 格。改變sec/div 設(shè)置,可以看到輸入信號的時間間隔作增長和縮短的變化。

          垂直方向的標度是伏特/ 格,水平方向的標度是秒/ 格。水平方向改變定時關(guān)系。在各種離散設(shè)定中,可以調(diào)節(jié)水平的時間標度。

          時基選擇

          示波器有時間基準,通常指的是主時基。許多示波器還有一種延遲時基,即基于一種掃描的時間,該掃描是在基于主時基的掃描之后經(jīng)過預(yù)先確定的時間啟動的(或經(jīng)過觸發(fā)而啟動)。使用延遲時基掃描,可以更清晰地觀察實例,或者是觀察到在主時基掃描中不能單獨看到的情況。

          為了實現(xiàn)延遲時基,需要對時間延遲設(shè)置,還可能要使用延遲觸發(fā)模式,以及其他沒有在本讀本中涉及的設(shè)置。參照示波器同時提供的手冊,可以了解到如何使用這些特性的信息。

          縮放

          示波器可能有一種專門的水平放大設(shè)置,通過它,可以在屏幕上放大波形的一部分。數(shù)字存儲示波器(DSO)在存儲數(shù)字數(shù)據(jù)部分有對縮放的操作。

          XY 模式

          大多數(shù)模擬示波器有XY模式來顯示輸入信號,而普通的水平軸是時間基線。這種操作模式揭示了相移測量技術(shù)的這種全新領(lǐng)域,相移在測量技術(shù)一節(jié)中有詳細講解。

          Z 軸

          數(shù)字熒光示波器(DPO)具有高的顯示采樣密度,以及天生具有采集亮度信息的能力。通過亮度軸(Z 軸),DPO能提供第三個方向,與模擬示波器那樣的實時顯示很相似。觀察DPO的軌跡,可以看到亮度域,即信號經(jīng)常發(fā)生的地方。從這樣的顯示中,很容易區(qū)別基本信號形狀和那些偶爾發(fā)生的瞬態(tài)信號,因為基本信號顯示出來的更亮。Z軸的一個應(yīng)用是,把特殊的時間信號分別置入Z軸的輸入端,可以在波形中形成高亮顯示的表示時間間隔的“標記”點。

          XYZ 模式

          有一些DPO 使用Z 輸入,建立XY 顯示的亮度級。既然如此,可以把DPO 采樣到的瞬時數(shù)據(jù)值放到Z 的輸入端,這樣可以限定波形的特定部分。一旦限定采樣后,這些樣值又可以存儲下來,結(jié)果是有亮度等級的XYZ 顯示。XYZ 模式可以顯示極點,這在測試無線通信設(shè)備特別適用(例如,星座圖)。

          觸發(fā)系統(tǒng)和控制

          示波器的觸發(fā)功能可以在信號的正確點處同步水平掃描,這對表現(xiàn)清晰的信號特性非常重要。觸發(fā)控制可以穩(wěn)定重復(fù)波形,采集單脈沖波形。觸發(fā)器使重復(fù)波形能夠在示波器屏幕上穩(wěn)定顯示,實現(xiàn)方法是不斷地顯示輸入信號的相同部分。可以想象,如果每一次掃描的起始都從信號的不同位置開始,那么屏幕上的圖象會很混亂,如圖35 所示。

          模擬和數(shù)字示波器都有邊緣觸發(fā)的方式,邊緣觸發(fā)是最基本和常見的類型。模擬和數(shù)字示波器都提供觸發(fā)門限,除此之外,許多數(shù)字示波器提供許多特定的觸發(fā)設(shè)置,而這些設(shè)置是模擬設(shè)備所不具備的。這些觸發(fā)器可以響應(yīng)輸入信號的不同條件,這樣會使檢測簡化。例如,如果一個脈沖比實際應(yīng)該達到的寬度要窄。若是只使用電壓門限的觸發(fā)器,不可能檢測到這樣的脈沖。高級觸發(fā)控制使您可以單獨關(guān)注感興趣的地方,這樣可以使示波器采樣速率和記錄長度得到優(yōu)化。有一些示波器提供更高級的可選控制。您可以定義由脈沖幅度觸發(fā)(比如矮脈沖),由時間限定(脈沖寬度、毛刺、信號壓擺速率、建立/ 保持時間違規(guī)和超時),以及由邏輯狀態(tài)或碼型(邏輯觸發(fā)方式)。為檢查通信信號,有一些示波器專門設(shè)計出可供選擇的觸發(fā)控制方式。有些示波器也提供簡化的用戶界面,提供適用于各種測試的觸發(fā)參數(shù)的快速配置,充分提高您的生產(chǎn)率。

          壓擺率觸發(fā)。如果高頻信號的響應(yīng)速率比期望或需要的快,則發(fā)出易出故障的能量。響應(yīng)速率觸發(fā)優(yōu)于傳統(tǒng)的邊緣觸發(fā),這是因為增加了時間元素,以及允許您選擇觸發(fā)邊緣的快慢。 矮脈沖觸發(fā)。利用短脈沖觸發(fā),可以采集和檢查通過一個邏輯門限,但不能同時通過二個的脈沖。 毛刺觸發(fā)。當(dāng)數(shù)字脈沖比用戶定義的時間限制短或長的時候,可以利用毛刺脈沖觸發(fā)方式識別出來。即使毛刺脈沖很少,這種觸發(fā)控制能使您檢查出產(chǎn)生的原因,以及它們對其他信號的影響。 邏輯觸發(fā)。如果輸入通道的邏輯組合滿足觸發(fā)條件時,產(chǎn)生觸發(fā),則為邏輯觸發(fā),這特別適用于驗證數(shù)字邏輯的操作。 脈沖寬度觸發(fā)。利用脈沖寬度觸發(fā),您可以長時間監(jiān)視信號,當(dāng)脈沖的持續(xù)時間(脈沖寬度)第一次超過允許范圍時,引起觸發(fā)。 建立和保持觸發(fā)。只有建立和保持觸發(fā)才能捕獲到建立和保持時間內(nèi)的違例情況,使用其他模式必然會忽略掉此情況。當(dāng)同步的數(shù)據(jù)信號未能滿足建立和保持規(guī)格時,采用觸發(fā)模式可輕松地采集到特定的信號質(zhì)量和定時細節(jié)。 超時觸發(fā)。利用超時觸發(fā),基于特定時滯設(shè)置觸發(fā),可以不必等到觸發(fā)脈沖結(jié)束就可以產(chǎn)生觸發(fā)事件。 通信觸發(fā)。在一些示波器中可選。這樣的觸發(fā)適合捕獲信號交替反(Alternate-Mark Inversion, AMI)、傳號碼元反轉(zhuǎn)(Code-Mark Inversion, CMI)和不歸零碼(Non-Return to Zero, NRZ)的大范圍變化情況。

          觸發(fā)位置

          只有數(shù)字示波器才有水平觸發(fā)位置控制。觸發(fā)位置控制也許就在您的示波器的水平控制部分。它實際上代表的是波形記錄中觸發(fā)的水平位置。變更水平觸發(fā)位置,可以允許您采集觸發(fā)事件以前的信號,稱為預(yù)觸發(fā)視圖(pre-trigger viewing)。這樣,可以確定觸發(fā)點前面部分和后面部分所包含的可視信號的長度。

          數(shù)字示波器能夠處理預(yù)觸發(fā)視圖的原因是,不管是否接收到觸發(fā),它們一直都在處理著輸入信號。穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流流過示波器;觸發(fā)器很少告訴示波器把當(dāng)前數(shù)據(jù)存儲到存儲器中。相比之下,在接收到觸發(fā)以后,模擬示波器只是顯示信號,即記錄到CRT 上。這樣,模擬示波器不能提供預(yù)觸發(fā)視圖的功能。只不過在垂直系統(tǒng)中,由延遲線提供了小量的預(yù)觸發(fā)。預(yù)觸發(fā)視圖是一個有價值的處理故障的工具。如果有故障間歇地發(fā)生,那么可以利用觸發(fā)來解決這樣的問題,記錄故障發(fā)生前的事件,很有可能就能找到原因。

          觸發(fā)電平和斜率

          觸發(fā)電平和斜率控制定義基本的觸發(fā)點,決定波形如何顯示,如圖36所示。

          觸發(fā)電路擔(dān)當(dāng)比較器的工作。您選擇比較器一個輸入口的斜率和電平。當(dāng)進入比較器的另外一個輸入口的觸發(fā)信號與設(shè)定值相匹配的時候,示波器產(chǎn)生觸發(fā)。

          • 斜率控制決定觸發(fā)點是位于信號的上升沿還是下降沿。上升沿具有正斜率,而下降沿是負斜率。
          • 電平控制決定觸發(fā)點在邊緣的何處發(fā)生。

          大多數(shù)情況,示波器設(shè)置在由被顯示信號的通道觸發(fā)。一些示波器提供觸發(fā)輸出信號,可以成為其他儀器的觸發(fā)信號。

          示波器可以使用交替的觸發(fā)源,而不一定是被顯示信號。您應(yīng)該小心謹慎,例如,避免無意之中以通道1 作觸發(fā),而實際又是顯示的通道2的波形。

          觸發(fā)模式

          觸發(fā)模式?jīng)Q定示波器是否按照信號的條件描繪波形。通用觸發(fā)模式包括正常和自動。

          對于正常模式,只有當(dāng)輸入信號滿足設(shè)置的觸發(fā)點時,才進行掃描;否則(對模擬示波器而言)屏幕呈黑色或者(對數(shù)字示波器而言)凍結(jié)在上一次捕獲的波形圖上。由于可能不會首先看到信號,如果電平控制的調(diào)整不正確時,正常模式可能會迷失方向。

          即使沒有觸發(fā),自動模式也能引起示波器的掃描。如果沒有信號輸入,示波器中的定時器觸發(fā)掃描。這使得即使信號并不引起觸發(fā),顯示也總不會消失。

          實踐中,您可能會同時使用兩種模式:采用普通模式,因為即便觸發(fā)以很慢的速率發(fā)生,它也讓您可以觀察所感興趣的內(nèi)容;而采用自動模式,因為幾乎不需要作調(diào)整。

          許多示波器也包含了其他的特殊模式,適用于單個掃描、視頻信號的觸發(fā),或者自動配置觸發(fā)電平。

          觸發(fā)耦合

          就象在垂直系統(tǒng)中選擇AC或DC那樣,可以為觸發(fā)信號選擇各種耦合方式。

          除AC和DC耦合之外,您的示波器也許還有高頻抑制、低頻抑制和噪聲抑制的觸發(fā)耦合方式。這些特殊的設(shè)置對消除觸發(fā)噪聲很有用處,噪聲的消除可以避免錯誤的觸發(fā)。

          觸發(fā)釋抑

          有時,為了使示波器能在信號的正確部分觸發(fā)并不容易。許多示波器采用專門特性,簡化了任務(wù)。

          觸發(fā)器釋抑時間是發(fā)生正確觸發(fā)后的一段時間,在這段時間內(nèi),示波器不能觸發(fā)。當(dāng)觸發(fā)源是復(fù)雜波形的時候,該特性能發(fā)揮作用,其結(jié)果是,只有在適當(dāng)?shù)挠|發(fā)點示波器才能觸發(fā)。圖37 圖解出如何使用觸發(fā)釋抑特性來創(chuàng)建出有用的顯示。

          顯示系統(tǒng)和控制

          示波器的前面板包括的內(nèi)容有顯示屏、旋鈕、按鈕、開關(guān),以及用來控制信號捕獲和顯示的指示器。本節(jié)的前面已經(jīng)提及,前面板控制通常分為垂直、水平和觸發(fā)幾個區(qū)域。前面板還包括輸入連接器。來看一看示波器顯示屏。請注意屏幕中的柵格記號,這些記號形成格子線。垂直和水平線構(gòu)成主刻度格。格子線通常布置為8×10的區(qū)塊。示波器控制的標號(例如伏特/ 格和秒/ 格)通常參照的是主刻度。中央的水平線和垂直線上標注的標號稱為小刻度,如圖38 所示。許多示波器的屏幕顯示的是每一個垂直刻度表示多少伏特的電壓,以及每一個水平刻度表示多少秒的時間。

          模擬示波器和數(shù)字示波器的顯示系統(tǒng)很不相同。通用的控制如下:

          • 亮亮度控制調(diào)整波形的亮度。當(dāng)增加模擬示波器的掃描速度的時候,需要增加亮度級。
          • 聚焦控制用來調(diào)整波形的銳度,軌跡旋轉(zhuǎn)控制把波形定位到屏幕的水平軸上。受地球磁場的影響,示波器在不同地方有不同的準線。基于光柵和基于LCD的顯示屏的數(shù)字示波器也許不需要這些控制,因為對于這些顯示屏,整個顯示情況是預(yù)先確定的,這與個人計算機的顯示一致。與此相對,模擬示波器采用的是直接的光束或者矢量的顯示。
          • 許多DSO 和DPO 有調(diào)色板,可以選擇軌跡顏色以及不同亮度級的顏色。
          • 顯示部分的其他控制包括調(diào)整柵格燈的亮度、任何屏幕信息的開關(guān)(比如菜單)。

          其他示波器控制

          也許您的示波器有相加波形的操作,形成新的波形顯示。模擬示波器組合信號,而數(shù)字示波器通過數(shù)學(xué)運算創(chuàng)建新的波形。波形相減是另外一種數(shù)學(xué)操作。模擬示波器實現(xiàn)減法運算采用的方法是把一個通道的信號反轉(zhuǎn),然后再采用加法操作。數(shù)字示波器一般也能完成減法操作。圖39 圖解的是通過組合兩個不同信號而創(chuàng)建出第三個波形。數(shù)字示波器利用內(nèi)部處理器,提供許多高級數(shù)學(xué)操作:相乘、相除、積分、快速傅立葉變換,等等。

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