提高電路檢測質(zhì)量的一種方法

觸發(fā)決定了示波器何時開始采集數(shù)據(jù)和顯示波形。一旦觸發(fā)被正確設(shè)定，它就可以將不穩(wěn)定的顯示轉(zhuǎn)換成有意義的波形。在實際工作中，很多工程師通常把示波器的觸發(fā)功能視為“一定的”，認(rèn)為他們一直使用的邊沿和毛刺觸發(fā)是足夠的，以前在評估示波器時，觸發(fā)指標(biāo)也很少被放在優(yōu)先考慮的位置上。事實上，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，多功能應(yīng)用對于通用測試測量儀器示波器的要求也越來越高，為有效地完成實際工作，觸發(fā)靈敏度已經(jīng)成為目前示波器的主要參考指標(biāo)。

由于信號在激勵、傳輸和檢測過程中，可能會不同程度地受到隨機噪聲的污染(尤其是小信號的采集和測量)，從混有噪聲的信號中提取有用信息、防止誤觸發(fā)是當(dāng)代信息學(xué)科研究的焦點之一。目前市場上有部分示波器采用將靈敏度設(shè)定為幾個特定檔位進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，這雖然在一定程度上解決了操作難題，但由于信號復(fù)雜度越來越高，有限的幾個靈敏度檔位不能完全滿足采集與測量的要求。

為解決觸發(fā)靈敏度在測量過程中遇到的挑戰(zhàn)，北京普源精儀科技有限責(zé)任公司(RIGOL)推出了DS1000/DS1000A系列數(shù)字示波器，它具有獨特的可調(diào)觸發(fā)靈敏度功能，可以有效濾除有可能疊加在觸發(fā)信號上的噪聲，并防止誤觸發(fā)。
RIGOL DS1000/DS1000A系列數(shù)字示波器采用了可調(diào)節(jié)觸發(fā)靈敏度這一專利技術(shù)，在測量小信號方面具有非常實用的意義。為消除實際環(huán)境信號噪聲的影響，獲得穩(wěn)定的觸發(fā)，觸發(fā)電路引入了觸發(fā)靈敏度。但對于觸發(fā)靈敏度而言，并不是越靈敏越好：有時靈敏度太高會造成誤觸發(fā)，靈敏度不夠又會導(dǎo)致不觸發(fā)，因此靈敏度的可調(diào)性逐漸被重視。DS1000系列示波器實現(xiàn)了真正意義上的觸發(fā)靈敏度可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍是0.1div～1.0div。在測試微小信號的過程中，根據(jù)屏蔽噪聲以及疊加信號的需要來調(diào)節(jié)示波器的觸發(fā)靈敏度。

將一個疊加了50mVpp噪聲的400mVpp、10kHz的正弦波輸入至RIGOL DS1000系列中的DS1102CD，當(dāng)靈敏度為0.1div時(如圖1a所示)，該信號無法穩(wěn)定顯示。將可調(diào)觸發(fā)靈敏度調(diào)節(jié)到0.89div時(如圖1b所示)，則可清晰地看到疊加噪聲后的正弦波。

圖1：DS1000數(shù)字示波器具有可調(diào)節(jié)觸發(fā)靈敏度，下圖顯示了靈敏度為0.1div時的波形圖像(圖1a)和靈敏度為0.89div時的波形圖像(圖1b)。

RIGOL數(shù)字示波器的可調(diào)觸發(fā)靈敏度這一特性具有廣泛的應(yīng)用前景。在電生理學(xué)實驗中，無論是直接引導(dǎo)的電信號，還是經(jīng)過換能器而間接得到的電信號都是極其微弱的，一般都是mV級，有的甚至是μV級。實驗所用示波器的靈敏度需要根據(jù)所研究的生物電信號的大小發(fā)生改變。例如，在記錄神經(jīng)或心肌纖維的跨膜電位時，靈敏度可調(diào)節(jié)在5~10mV/cm；而在記錄在體神經(jīng)的電活動時，靈敏度應(yīng)調(diào)至50~100μV/cm。利用RIGOL DS1000/DS1000A系列數(shù)字示波器，可針對不同實驗靈活地調(diào)節(jié)觸發(fā)靈敏度，得到所需的準(zhǔn)確波形，這樣既降低了實驗在儀器操作方面的難度，又滿足了對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的要求，提高了整個實驗的質(zhì)量。

下面我們對上述實驗進(jìn)行類似模擬。將疊加50mVpp噪聲的200mVpp、10kHz鋸齒波輸入至DS1102CD。調(diào)節(jié)可調(diào)觸發(fā)靈敏度在0.1div~0.5div時，示波器不能穩(wěn)定觸發(fā)信號；當(dāng)可調(diào)觸發(fā)靈敏度調(diào)至0.5div~1.0div時，則可以穩(wěn)定顯示波形。將疊加50mVpp噪聲的400mVpp、10kHz的鋸齒波輸入至DS1102CD。調(diào)節(jié)可調(diào)觸發(fā)靈敏度在0.1div~0.3div時，示波器不能穩(wěn)定觸發(fā)信號；當(dāng)可調(diào)觸發(fā)靈敏度調(diào)至0.3div~1.0div時，則可以穩(wěn)定顯示波形。因此，由于輸入信號的不同，示波器需要不同的觸發(fā)來穩(wěn)定波形。如果輸入的是微弱的信號，一個微小的觸發(fā)變動都會影響波形的穩(wěn)定度，這就需要可調(diào)的觸發(fā)來滿足這樣的需求。



圖2：輸入200mVpp鋸齒波時的情況。

目前，RIGOL DS1000/DS1000A系列數(shù)字示波器在通信電子設(shè)計、醫(yī)療專業(yè)儀器制造等領(lǐng)域應(yīng)用得十分廣泛。當(dāng)在頻率范圍頂部附近捕獲信號時，對信號振幅的要求是觸發(fā)靈敏度與模擬采樣帶寬相匹配，這對示波器的觸發(fā)靈敏度功能來說是一個挑戰(zhàn)。RIGOL的可調(diào)觸發(fā)靈敏度功能使受噪聲干擾的信號也能得到穩(wěn)定的觸發(fā)，是一種能夠解決實際問題的方法。

圖3：輸入400mVpp鋸齒波時的情況。