
在電子測(cè)量領(lǐng)域,數(shù)字示波器(Digital Oscilloscope)是工程師至關(guān)重要的“眼睛"。而“觸發(fā)"(Trigger)功能,則堪稱示波器的靈魂。如果沒有合適的觸發(fā)條件,波形觀測(cè)將無(wú)從談起,屏幕上的圖像會(huì)像來(lái)回滾動(dòng)的混亂線條,無(wú)法為我們提供有效的分析依據(jù)。

一、 什么是示波器觸發(fā)?
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),觸發(fā)就是按照需求設(shè)置一定的條件,當(dāng)波形流中的某一個(gè)波形滿足這一條件時(shí),示波器即實(shí)時(shí)捕獲該波形和其相鄰部分,并顯示在屏幕上。
從硬件架構(gòu)上看,示波器的模擬前端(由衰減器和放大器組成)負(fù)責(zé)將輸入信號(hào)調(diào)節(jié)到合適的幅度,以便ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)進(jìn)行數(shù)字化處理。而觸發(fā)系統(tǒng)則像一個(gè)敏銳的哨兵,它實(shí)時(shí)監(jiān)控著輸入信號(hào),判斷是否滿足預(yù)先設(shè)定的觸發(fā)條件(如電壓電平、邊沿變化等)。一旦條件滿足,觸發(fā)系統(tǒng)就會(huì)向采集系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)信號(hào),啟動(dòng)采樣。
觸發(fā)對(duì)于示波器有兩個(gè)最基本的意義:
1. 捕獲感興趣的信號(hào): 從紛繁復(fù)雜的信號(hào)流中,精準(zhǔn)地隔離出我們想要觀察的特定事件(如一個(gè)脈沖、一個(gè)毛刺)。
2. 確定時(shí)間參考零點(diǎn): 為波形顯示提供一個(gè)穩(wěn)定的同步基準(zhǔn),使重復(fù)的波形能夠穩(wěn)定地顯示在屏幕上,不再左右搖晃。
二、 觸發(fā)的核心要素:電平與斜率
要設(shè)置一個(gè)有效的觸發(fā),離不開兩個(gè)最基礎(chǔ)的參數(shù):觸發(fā)電平(Trigger Level)和觸發(fā)斜率(Trigger Slope)。
● 觸發(fā)電平: 這是一個(gè)電壓基準(zhǔn)。示波器會(huì)將輸入信號(hào)的電壓與這個(gè)基準(zhǔn)進(jìn)行比較。只有當(dāng)信號(hào)的電壓超過(guò)(或達(dá)到)這個(gè)設(shè)定的電平值時(shí),觸發(fā)事件才會(huì)被確認(rèn)。通常,這根基準(zhǔn)線會(huì)在屏幕上顯示為一個(gè)水平的標(biāo)記線。
● 觸發(fā)斜率: 它定義了信號(hào)變化的方向。通常有兩種選擇:上升沿(Positive Slope,信號(hào)從低到高穿過(guò)觸發(fā)電平)和下降沿(Negative Slope,信號(hào)從高到低穿過(guò)觸發(fā)電平)。通過(guò)選擇斜率,我們可以精確地決定是在信號(hào)的上升階段還是下降階段進(jìn)行捕獲。
三、 常見的觸發(fā)模式
為了適應(yīng)不同的觀測(cè)需求,數(shù)字示波器提供了多種觸發(fā)模式,其中最基礎(chǔ)也最、常用的是以下三種:
1. 自動(dòng)模式(AUTO): 這是絕大多數(shù)示波器的默認(rèn)模式。在此模式下,如果滿足觸發(fā)條件,示波器會(huì)正常觸發(fā);如果在一定時(shí)間內(nèi)沒有滿足觸發(fā)條件,示波器會(huì)強(qiáng)制進(jìn)行自動(dòng)觸發(fā)(或顯示掃描線)。這保證了屏幕上始終有顯示,避免了因設(shè)置錯(cuò)誤而一片漆黑,非常適合初學(xué)者或信號(hào)未知的情況。
2. 正常模式(NORM): 在此模式下,示波器嚴(yán)格“守株待兔"。只有當(dāng)觸發(fā)條件真正滿足時(shí),才會(huì)進(jìn)行一次掃描和顯示。如果條件不滿足,屏幕將保持上一次的波形或空白,不會(huì)刷新。這對(duì)于捕獲那些不常發(fā)生或偶發(fā)的特定事件非常有用。
3. 單次模式(SINGLE): 這是一種特殊的“一錘子買賣"。當(dāng)觸發(fā)條件滿足時(shí),示波器進(jìn)行一次捕獲,然后立即停止采集,進(jìn)入休止?fàn)顟B(tài)。即使后續(xù)再有滿足條件的信號(hào)出現(xiàn),也不會(huì)再進(jìn)行掃描,除非手動(dòng)重啟。這在捕獲單次瞬態(tài)事件(如上電時(shí)序、故障波形)時(shí)是至關(guān)重要的。
四、 進(jìn)階功能與常見問(wèn)題
除了基礎(chǔ)觸發(fā),現(xiàn)代數(shù)字示波器還提供了許多高級(jí)功能來(lái)應(yīng)對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景。
● 觸發(fā)釋抑(Holdoff): 這是一個(gè)時(shí)間控制功能。它定義了兩次觸發(fā)之間的最少時(shí)間間隔。在某些復(fù)雜的波形(如脈沖串、視頻信號(hào))中,如果不設(shè)置釋抑時(shí)間,示波器可能會(huì)在波形的中間再次誤觸發(fā),導(dǎo)致顯示重疊和混亂。通過(guò)設(shè)置合適的釋抑時(shí)間,可以強(qiáng)制示波器在觸發(fā)后“冷靜"一段時(shí)間,從而穩(wěn)定顯示復(fù)雜的脈沖序列。
● 觸發(fā)耦合與濾波: 為了應(yīng)對(duì)噪聲較大的信號(hào),示波器通常提供觸發(fā)耦合設(shè)置,如直流耦合(DC)、交流耦合(AC)、低頻抑制和高頻抑制等。這些功能可以對(duì)進(jìn)入觸發(fā)電路的信號(hào)進(jìn)行濾波處理,濾除干擾毛刺,使觸發(fā)更加穩(wěn)定準(zhǔn)確。
在實(shí)際使用中,我們有時(shí)會(huì)遇到觸發(fā)抖動(dòng)(Trigger Jitter)或誤觸發(fā)(False Triggering)的問(wèn)題。這通常是由信號(hào)本身的噪聲、觸發(fā)電平設(shè)置不當(dāng)或外部干擾引起的。為了減少這些問(wèn)題,我們可以嘗試調(diào)整觸發(fā)電平到信號(hào)更穩(wěn)定的區(qū)域、使用觸發(fā)釋抑功能、或者利用示波器的高頻抑制耦合來(lái)濾除噪聲。
總而言之,觸發(fā)是示波器強(qiáng)大也最核心的功能之一。深入理解觸發(fā)原理,靈活運(yùn)用各種觸發(fā)模式和設(shè)置,能夠極大地提高我們捕獲和分析信號(hào)的效率與準(zhǔn)確性,讓示波器真正成為我們洞察電路奧秘的利器。
我們的優(yōu)勢(shì):是德、泰克、日置、固緯、艾德克斯、普源、同惠、鼎陽(yáng)、安柏等。

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