什么是示波器的触发模式
触发的定义与作用
触发是示波器稳定显示波形、捕获特定信号事件的核心机制。它通过设置电压幅值、时间、波形变化率等条件,当信号满足设定条件时,实时捕获该波形及相邻部分并显示。作为 “电子工程师的眼睛”,示波器需依靠稳定触发才能清晰呈现信号,也是定位问题的关键手段。RIGOL 示波器历经二十余年发展,已从模拟触发全面转向数字触发,功能不断丰富。
触发的关键参数
触发电平
源于单限比较器的参考电平,当输入信号(Vi)大于参考电平(Vt)时输出正电平,反之输出负电平。但单限比较器易因信号波动或噪声导致误触发。
触发灵敏度
由迟滞比较器实现,其通过正反馈形成两个参考电平(VTH 和 VTL),输入信号高于 VTH 时输出高电平,低于 VTL 时输出低电平,中间区间保持输出不变。“迟滞区间” 大小决定灵敏度,区间越大抗噪声能力越强,但过大会导致触发迟钝,需平衡设置。
触发的必要性
模拟示波器中,示波管的 Y 轴接收待测信号,X 轴接收锯齿波扫描信号。若无触发,锯齿波触发位置不固定,导致波形相位不一致,屏幕显示滚动且重叠。设置触发条件后,可使每屏波形相位同步,实现稳定显示。X 轴锯齿波周期决定水平时基,周期越长,屏幕显示的波形周期数越多。
触发的实现方式
模拟触发
原理:触发数据来自模拟前端,处理模拟信号。
不足:存在触发抖动,因采样与触发路径的噪声、延迟差异,以及 ADC 量化误差、比较器精度限制,导致触发位置不固定。
数字触发
原理:使用 ADC 转换后的数字信号,通过数字信号处理实现触发,避免模拟器件受温度等因素影响,触发更精确。
常见类型:
边沿触发:检测信号上升沿、下降沿或任意沿的跳变,是最常用的基础触发方式。
触发释抑:前一次触发后,设定一段时间内不响应新触发,适用于复杂脉冲串、协议信号等场景,可稳定捕获规律信号。
精细触发:对 ADC 采样数据插值,提升触发分辨率。如 10GSa/s 采样率结合 100 倍插值,可实现 1ps 分辨率的触发定位。
总线 / 协议触发:通过硬件 / FPGA 实时解码 RS232、I2C、SPI 等总线信号,基于协议特性触发,避免软件处理的非实时性导致的事件丢失。
区域触发(模板触发):设定检测区域,判断波形与区域是否 “相交” 或 “不相交”,满足条件时触发,提升复杂信号的捕获概率。
总结
模拟触发受限于模拟器件特性,触发类型单一且精度不足;数字触发基于数字信号处理,能实现复杂事件条件触发,支持多种模式,具有触发精确、抗干扰能力强等优势,是现代示波器的主流选择。合理运用不同触发模式,可高效捕获和分析各类信号,助力电路调试与问题定位。
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