示波器的數(shù)字觸發(fā)技術(shù)（上）

自上世紀(jì) 40 年代誕生以來，示波器觸發(fā)功能不斷得到增強(qiáng)。R&S RTO/RTE系列數(shù)字示波器的全數(shù)字觸發(fā)功能樹立了創(chuàng)新的里程碑，它在測(cè)量精度、波形捕獲密度和功能性方面為示波器用戶帶來顯著優(yōu)勢(shì)。

本文為您介紹了傳統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)的工作原理，并闡釋了 RTO/RTE 示波器實(shí)時(shí)數(shù)字觸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)。

1 傳統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)原理

1.1示波器觸發(fā)功能的作用

示波器的觸發(fā)系統(tǒng)基本上有兩個(gè)主要應(yīng)用：

1.確保穩(wěn)定顯示

作為電氣和電子信號(hào)測(cè)量調(diào)試工具的示波器，觸發(fā)功能的發(fā)明是一項(xiàng)突破。觸發(fā)功能能夠穩(wěn)定地顯示重復(fù)的周期性信號(hào)。

2.隔離感興趣的事件
觸發(fā)可以對(duì)特定波形事件做出反應(yīng)，這有利于隔離和顯示特定信號(hào)特征，諸如未達(dá)到脈沖高度的邏輯電平（“矮脈沖”），由串?dāng)_引起的信號(hào)干擾（例如“毛刺”），低邊緣觸發(fā)（“上升沿時(shí)間”）或通道間的無效定時(shí)（“Data2Clk”）。觸發(fā)功能的種類和觸發(fā)設(shè)置靈活性多年來一直在加強(qiáng)。

觸發(fā)系統(tǒng)的精度以及靈活性，決定了示波器是否能夠準(zhǔn)確地顯示和分析測(cè)量信號(hào)。

1.2 傳統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用

如今，大多數(shù)示波器為數(shù)字示波器，這意味著被測(cè)信號(hào)被采樣，并且作為連續(xù)的一組數(shù)字值被保存。然而，負(fù)責(zé)檢測(cè)信號(hào)電平的觸發(fā)器仍然使用模擬電路來處理原始被測(cè)信號(hào)。圖 1 顯示簡(jiǎn)化的數(shù)字示波器方框圖。

為了在示波器網(wǎng)格上精確顯示信號(hào)，需要對(duì)觸發(fā)點(diǎn)進(jìn)行精確定時(shí)。如果觸發(fā)時(shí)間測(cè)定不準(zhǔn)確，顯示的波形就不能與圖中的觸發(fā)點(diǎn)交叉（觸發(fā)電平和觸發(fā)位置的交叉點(diǎn)）。相關(guān)案例參閱圖 3。

圖 3：顯示的波形和實(shí)際觸發(fā)位置不符的例子

下述原因會(huì)引起觸發(fā)位置失準(zhǔn)：

1.對(duì)觸發(fā)邊沿的測(cè)量不準(zhǔn)確

在觸發(fā)系統(tǒng)中，被測(cè)信號(hào)經(jīng)比較器與觸發(fā)門限進(jìn)行比較，需要非常精確地測(cè)量比較器輸出的邊沿定時(shí)。為此，需要應(yīng)用時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器 （Time-to-Digital-Converter，TDC）。TDC 不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致個(gè)別顯示波形相對(duì)觸發(fā)點(diǎn)偏移。TDC 誤差的隨機(jī)分量會(huì)導(dǎo)致在每個(gè)觸發(fā)事件上改變這個(gè)偏移量，從而導(dǎo)致觸發(fā)抖動(dòng)。

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