數(shù)字示波器得力助手，90%的人竟然不知道？

相對于模擬示波器來說，數(shù)字示波器有非常豐富的觸發(fā)功能，數(shù)字示波器正是憑借其得力助手——觸發(fā)功能，成為電路調試的有力工具。

觸發(fā)對于示波器的意義：

• 捕獲感興趣的信號；

  
  

• 確定波形的時間零點。

  
  

示波器觸發(fā)原理

如圖1所示信號經(jīng)過探頭進入示波器后經(jīng)衰減器放大器后會分成兩路，一路會經(jīng)過ADC進行模數(shù)轉換，另一路會經(jīng)過觸發(fā)時基。觸發(fā)時基模塊的作用是監(jiān)控輸入的信號并判斷是否滿足觸發(fā)條件。觸發(fā)時基模塊可以控制示波器采集的開始、停止等關鍵動作。 圖1 示波器的觸發(fā)
觸發(fā)對于波形的穩(wěn)定顯示非常重要，如果示波器沒有觸發(fā)，示波器可能采集到波形的任何一段時間位置，而下一個波形可能又采集到另一段位置，這樣在屏幕上看到的波形就是不穩(wěn)定的。圖2是觸發(fā)條件不滿足時示波器捕捉的一個連續(xù)的正弦波中的幾段波形，由于每段波形采集的起始點是隨機的，因此在示波器上看到的波形是不穩(wěn)定的。 圖2  不穩(wěn)定觸發(fā)

圖3  不穩(wěn)定觸發(fā)動態(tài)圖

圖4是有穩(wěn)定觸發(fā)時在示波器上看到的波形。此時由于每次觸發(fā)點都發(fā)生在信號經(jīng)過觸發(fā)電平的位置，觸發(fā)電平大多數(shù)情況下是用一根直流電平作為基準，當信號的電壓超過該直流電平的時刻作為采樣波形的起始點。所以在屏幕上捕獲到的多個波形有相同的時間基準點，波形看起來就是穩(wěn)定的。
圖4  穩(wěn)定觸發(fā)

圖5  穩(wěn)定觸發(fā)動態(tài)圖

之前若是使用過模擬示波器的工程師知道，它的觸發(fā)機制是在觸發(fā)后進行的信號掃描、顯示，所以在屏幕上看觀察到的波形都是觸發(fā)點以后的。然而數(shù)字示波器的觸發(fā)機制是，若觸發(fā)條件不滿足，示波器并不會等待采集，它實際內部在全速向緩存中不斷的采集數(shù)據(jù)。如圖6所示，又因為示波器存儲深度有限，所以緩存很快會填滿并循環(huán)用新的數(shù)據(jù)覆蓋舊的數(shù)據(jù)。以此來持續(xù)到觸發(fā)事件的發(fā)生。所以在示波器的內部存儲中分為兩部分數(shù)據(jù)，一部分是觸發(fā)點前的數(shù)據(jù)（Pre-Trigger），另一部分是觸發(fā)點后的數(shù)據(jù)（Post-Trigger）。
圖6  觸發(fā)前后的數(shù)據(jù)

圖7  觸發(fā)前后的波形

所以現(xiàn)在我們使用的數(shù)字示波器觀察到的波形是既可以看到觸發(fā)點前的數(shù)據(jù)，也可以看到觸發(fā)點后的數(shù)據(jù)，并可以設置觸發(fā)點來調整觸發(fā)前后波形的比例，這是數(shù)字示波器優(yōu)點之一，如圖7所示，這是數(shù)字示波器采樣邊沿觸發(fā)采集的一段波形。觸發(fā)點的時刻就是示波器上采集的這段波形的零點時間，觸發(fā)點之前的是負時刻時間點，觸發(fā)點之后的是正時刻時間點。
示波器觸發(fā)類型根據(jù)不同的應用場合，會使用不同的觸發(fā)條件設置期望捕獲的信號特征，因此ZDS5000/4000示波器中標配有非常豐富的觸發(fā)條件設置見圖8左，可以適應不同的應用需求。不僅包含13種基礎觸發(fā)（持邊沿、脈寬、斜率、視頻、欠幅、超幅、碼型、第 N 邊沿、延遲、超時、建立保持、A->Bn、交替觸發(fā)），還免費支持30余種協(xié)議觸發(fā)。圖8 觸發(fā)類型模板觸發(fā)功能菜單

不僅如此針對那些出現(xiàn)頻率低，無法觀察其特征，難以通過標準觸發(fā)將信號觸發(fā)出來的信號，ZDS系列示波器標配了目標觸發(fā)功能（見圖8右）。開啟模板觸碰功能后，示波器只捕獲穿越白色矩形框（模板區(qū)域）的信號，其它信號均被過濾，對特殊信號的觸發(fā)提供了便利。

總結

數(shù)字示波器存在比較大的死區(qū)時間，但是ZDS系列示波器標配40余種觸發(fā)條件，只要使用者能大概估計出可能要捕獲的信號特征，就可以根據(jù)信號特征設置相應的觸發(fā)條件進行捕獲，可大大提高工作效率。

ZDS5000 系列示波器即將上市，敬請期待。