使用示波器進(jìn)行觸發(fā)調(diào)試的方法

示波器是電氣工程師的基礎(chǔ)儀器，但我經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有些工程師不能有效地使用其觸發(fā)功能。觸發(fā)常被以為非常復(fù)雜，現(xiàn)在存在這樣一種趨勢(shì)，即假如有任何題目，直接到實(shí)驗(yàn)室往求助專(zhuān)家來(lái)幫助設(shè)置觸發(fā)。本文的目的在于幫助工程師了解觸發(fā)的基本原理以及有效使用觸發(fā)的策略。

什么是觸發(fā)?

任何示波器的存儲(chǔ)器都是有限的，因此所有示波器都必須使用觸發(fā)。觸發(fā)是示波器應(yīng)該發(fā)現(xiàn)的用戶感愛(ài)好的事件。換句話說(shuō)，它是用戶想要在波形中尋找的東西。觸發(fā)可以是一個(gè)事件(即波形中的題目)，但不是所有的觸發(fā)都是事件。觸發(fā)實(shí)例包括邊沿觸發(fā)、毛刺信號(hào)觸發(fā)和數(shù)字碼型觸發(fā)。

示波器必須使用觸發(fā)的原因在于其存儲(chǔ)器的容量有限。例如，Agilent 90000 系列示波用具有 20 億采樣的存儲(chǔ)器深度。但是，即便擁有如此大容量的存儲(chǔ)器，示波器仍需要一些事件來(lái)區(qū)分哪 20 億個(gè)采樣需要顯示給用戶。盡管 20 億的采樣聽(tīng)起來(lái)似乎非常龐大，但這仍不足以確保示波器存儲(chǔ)器能夠捕捉到感愛(ài)好的事件。

示波器的存儲(chǔ)器可視為一個(gè)傳送帶。無(wú)論什么時(shí)候進(jìn)行新的采樣，采樣都會(huì)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器存滿時(shí)，最舊的采樣就會(huì)被刪除，以便保存最新采樣。當(dāng)觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)，示波器就會(huì)捕捉足夠的采樣，以將觸發(fā)事件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器要求的位置(通常是在中間)，然后將這些數(shù)據(jù)顯示給用戶。

重復(fù)采樣模式與單次采樣模式

過(guò)往，最常見(jiàn)的示波器運(yùn)行模式是重復(fù)模式。這意味著一旦示波器觸發(fā)并將數(shù)據(jù)顯示給用戶，它將立即開(kāi)始搜索下一個(gè)觸發(fā)事件。這就是示波器波形更新如此頻繁的原因。

任何一款示波器要想進(jìn)行觸發(fā)并將數(shù)據(jù)顯示給用戶，都需要時(shí)間來(lái)重新預(yù)備觸發(fā)。這個(gè)時(shí)間也稱(chēng)為“掛起時(shí)間”。在掛起時(shí)間內(nèi)，示波器不能捕捉任何波形。因此，掛起時(shí)間越短，錯(cuò)失的事件越少。例如，假如有一個(gè)毛刺信號(hào)恰巧在掛起時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，那么它將不能在示波器的顯示屏上顯示。假如這個(gè)毛刺信號(hào)是一個(gè)罕見(jiàn)事件，則用戶可能以為波形中沒(méi)有毛刺信號(hào)，而事實(shí)上它卻是存在的。因此，示波器的掛起時(shí)間越短，錯(cuò)失波形中重要事件的幾率就越低。

表述此概念的另一種方法是“更新速率”，即每秒鐘的波形數(shù)目。例如，Agilent 7000 系列示波用具有 100000 波形/秒的更新速率。

單次采樣模式用于查找單一觸發(fā)，而不會(huì)繼續(xù)采集更多波形。因此，當(dāng)用戶想要查找某個(gè)事件，檢查導(dǎo)致該事件的原因和事件發(fā)生后所出現(xiàn)的題目時(shí)，便可使用單次采樣模式。這種模式對(duì)于分析不重復(fù)并且每次操縱都會(huì)發(fā)生變化的波形尤其重要。

自動(dòng)模式與觸發(fā)模式

假如沒(méi)有發(fā)生觸發(fā)事件，將會(huì)出現(xiàn)什么情況呢?這一個(gè)非常好的題目。在這種情況下，屏幕上的波形將不會(huì)更新。這不是我們想要的情況，由于用戶可能不知道如何改變觸發(fā)來(lái)獲得屏幕上的波形。例如，假如探頭滑落，示波器將可能停止觸發(fā)。不過(guò)，假如屏幕不能更新，信號(hào)丟失將很不明顯。

為了解決這個(gè)題目，示波器擁有一個(gè)稱(chēng)為“自動(dòng)(Auto)”觸發(fā)的模式。在此模式下，假如在一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法找到觸發(fā)，示波器將自動(dòng)觸發(fā)以更新屏幕。通常，示波器上有一些指示器(例如前面板上的 LED)來(lái)指示上一個(gè)觸發(fā)是真實(shí)觸發(fā)回是自動(dòng)觸發(fā)。這樣，假如用戶看到“自動(dòng)(Auto)”指示器，他們就會(huì)知道所設(shè)置的觸發(fā)沒(méi)有發(fā)生。例如，假如用戶設(shè)置的觸發(fā)為毛刺信號(hào)，他們將會(huì)知道示波器沒(méi)有檢測(cè)出毛刺信號(hào)。

然而，當(dāng)您回顧上一段的內(nèi)容時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)自動(dòng)觸發(fā)發(fā)生時(shí)，它就意味著每次觸發(fā)之后，示波器進(jìn)行重新預(yù)備時(shí)具有掛起時(shí)間。為了完全避免這一時(shí)間，示波器應(yīng)改為“觸發(fā)(triggered)”模式。(這在某些示波器中稱(chēng)為“正常”模式)。在“觸發(fā)(triggered)”模式中，除非發(fā)現(xiàn)觸發(fā)事件，否則示波器將不會(huì)進(jìn)行觸發(fā)。