示波器的触发和信号存储根据示波器的不同类型有多种方式,充分了解触发耦合、触发隔离、记录长度以及波形的存储方式,还有数字示波器的脉冲宽度触发和矮脉冲触发等方式。

示波器的触发:

触发电路的作用就是保证每次时基在屏幕上扫描的时候,都从输入信号上与定义的触发点相同的点开始,这样每一次扫描的波形就同步的,从而显示稳定的波形,见图b/c;没有触发电路在屏幕上看到的将会是具有随机起点的很多波形杂乱重叠的图象,见图a 。

触发是使用示波器最麻烦的一点,示波器提供了许多触发方式,可根据测量问题加以应用。

作为数字示波器来说,触发实际上参与了确定波形的存储起点。

示波器的正常触发和不正常触发

示波器的正常触发和不正常触发

触发耦合

触发耦定义为触发信号与触发电路的耦合方式。

  • 默认时为DC耦合,触发源直接连到触发电路
  • 交流耦合:触发源通过一个串联的电容连到触发电路
  • HF抑制:使触发源信号通过低通滤波器以抑制高频分量,这意味即使一个低频信号中包含很多高频噪声,仍能使其按低频信号触发。
  • LF抑制:使触发源信号通过一个高通滤波器以抑制其低频成分,这对于显示包含很多电源交流声的信号时的情况是很有用的。
  • TV触发:在TV模式下触发电平控制不起作用。这时示波器使用视频信号中的同步脉冲作为触发信号。TV触发有两种模式,TVF 场和TVL行
  • 数字示波器的高级触发功:单次、毛刺、宽度、欠幅脉冲、斜率、建立/保持逻辑(定时关系和状态分析)TV(可选场/行和行计数)

触发隔离 (HOLD OFF)

有些信号具有多个可能的触发点,如右图数字信号。

该信号虽然在较长的时间周期内是重复的,但是在短时间内情况则不然,这样一来,正常触发扫描出的波形出现混迭。

为解决这个问题,采用了触发隔离功能,即在各次扫描之间加入延迟时基,使得扫描的每次触发总是从相同的信号沿开始。从而得到稳定的波形显示。

另一方面,触发隔离的使用显然在波形捕获方面遭到了损失。

触发时间过短和正常的触发时间

触发时间过短和正常的触发时间

记录长度

示波器记录长度定义:一个波形记录是指可被示波器一次性采集的波形点数。

最大的记录长度由示波器的存储容量决定,要增加存储容量才能增加记录长度。

记录长度和观看波形细节有关:

记录长度的计算

记录时间=记录长度 / 采样率

举例:TDS3012B,记录长度10K约为10000点

时基与采样率的关系

波形的存储

示波器的存储由两个方面来完成:

  • 触发信号和延时的设定确定了示波器存储的起点;
  • 示波器的存储深度决定了数据存储的终点。

记录时间=记录长度 / 采样率

存储深度和触发的关系

存储深度和触发的关系

预触发/后触发

数字示波器的一个最显著特点在于它容许用户观看触发前的事件。这是因为数据被连续地存储到内存中,同时触发事件在数据量足够后停止采集。

  • 采样点数字化
  • 时间等间隔
  • 可选的预/后触发
预触发和后触发

预触发和后触发

预触发:

预触发可以捕捉信号毛刺,还有其他方面应用:开关特性输入和输出瞬态特性,以输出信号触发来观看研究输入的小信号。

预触发捕捉毛刺

预触发捕捉毛刺

数字示波器的高级触发功能

高级触发功能的模式,主要针对数字信号:

  • 首先,对偶尔出现问题的信号现象进行预测;
  • 确定脉冲的受限状态况,以及安排用一个脉冲,或者是与这些状况相匹配的脉冲来触发。

具体形式有:

  • 脉冲宽度触发;
  • 矮脉冲触发;
  • 脉冲斜率触发;
  • 逻辑触发
  • 建立/保持时间触发……

数字示波器滚动模式

滚动模式是一种可以应用于全连续显示的方式,在这种模式下,示波器采集采样点并立即将采集的数据复制到显示存储器。而这些新的采样点显示于屏幕的右面,屏幕上已有的波形则向左滚动。老的采样点一旦移到屏幕左面即行消失。这样一来屏幕上显示的波形总是反映出最新信号对时间变化的情况。

由于有了滚动模式,就可以用示波器来代替图表记录仪来显示缓慢变化的现象,如化学过程、电池的冲放电周期或温度对系统性能的影响等。

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