示波器基础系列之四
——关于示波器的触发功能(上篇)
汪进进 美国力科公司深圳代表处
我记得初入力科的时候,在关于示波器的三天基础知识培训中有一整天的时间都是在练习
触发功能。 “触发”似乎是初学者学习示波器的难点。我们常帮工程师现场解决关于触发的测
试问题的案例也很多。 通常有些工程师只知道“Auto Setup”之后看到屏幕上有波形然后
“Stop”下来再展开波形左右移动查看细节。 因此,我有时候甚至接到这样的电话,质疑我们
的示波器有问题,因为他在”Auto Setup”之后看到的波形总是在屏幕上来回“晃动”。 但是当
我问他触发源设置得对不对,触发电平设置得合适否,是否采用了合适的触发方式等问题时,我
没有得到答案; 即使有时遇到我心目中的高手,我也常发现他们对触发的基本概念都没有建立起
来。 我喜欢在写作某个主题之前 google 一下,但是很遗憾我没有找到一篇堪称完整的启蒙文
章。虽然三家示波器厂家的 PPT 讲稿中都有很多关于触发的,但细致介绍触发的中文文章真的很
少。当然,这也是幸运的,因为我的拙文也许将是很多工程师茅塞顿开的启蒙之作。
触发是数字示波器区别于模拟示波器的最大特征之一。数字示波器的触发功能非常地丰富,
通过触发设置使用户可以看到触发前的信号也可以看到触发后的信号。 对于高速信号的分析,
其实很少去谈触发,因为通常是捕获很长时间的波形然后做眼图和抖动分析。触发可能对于低速
信号的测量应用得频繁些,因为低速信号通常会遇到很怪异的信号需要通过触发来隔离。
假如示波器的触发电路坏了,示波器仍然可以工作,只是这时候看到的波形在屏幕上来回“晃
动”,或者说在屏幕上闪啊闪的。 这其实相当于您将触发模式设置为“Auto”状态并把触发电平
设置得超过信号的最大或最小幅值。 示波器的采集存储器是一个循环缓存,新的数据会不断覆
盖老的数据,直到采集过程结束。如图一所示。没有触发电路,这些采集的数据不断地这样新老
交替,在屏幕上视觉上感觉波形在来回“晃动”。Auto Setup 是自动触发设置,示波器根据被测
信号的特点自动设置示波器的水平时基,垂直灵敏,偏置和触发条件,使得波形能显示在示波器
上。其主要目的是保证波形能显示出来,这对于拿到示波器不知道如何使波形“出来”的新手是
有用的。但如果不理解触发的概念,通过 Auto Setup 的设置就开始观察,测量甚至得出结论是
不对的。示波器毕竟是工程师的眼睛,工程师需要透彻掌握这个工具,用好这双眼睛。
所谓触发,按专业上的解释是:按照需求设置一定的触发条件,当波形流中的某一个波形满
足这一条件时,示波器即实时捕获该波形和其相邻部分,并显示在屏幕上。 触发条件的唯一性
是精确捕获的首要条件。为了观察特定波形之前发生的更多事件,把触发点往显示窗口右方推移
一段时间,即是延迟触发;为了了解特定波形之后发生的更多事件,把触发点往显示窗口左方推
移一段时间,即是超前触发。如图二所示。在数字示波器中,触发点可以位于采集存储的记录的
任何位置。如图一的右边图形,触发点停留在采集存储的中间时刻。
为了更形象地理解触发,我常用一段很酸的话来形容。所谓触发,就是“在此刻停留”,或
者说是“等待那一刻”。触发电路可以理解为有那么一双纯情的眼睛在注视在她面前走过的每一
个人(信号流),当她看到她的意中人(触发条件)时,她的眼睛凝视这个人,让意中人停留在
她注视的位置(触发点)。但她会继续寻找她的下一个意中人。 每次找到了意中人,她都会让意
中人在她注视的位置(触发点)停留。因此,她的眼睛注视点(触发点)的位置只停留那些意中人
(满足条件的波形)。