普源示波器的觸發(fā)功能介紹/模擬示波器和數(shù)字示波器觸發(fā)功能的區(qū)別介紹

　   觸發(fā)是按照需求設(shè)置一定的電壓幅值、時間、波形變化率等方面的條件，當(dāng)波形數(shù)據(jù)流中的某一個波形滿足設(shè)定條件時，示波器實(shí)時捕獲該波形和其相鄰部分，并顯示在屏幕上。

　　示波器是以圖形方式顯示變化的電壓信號的電子測量儀器，通常是一個或多個信號隨時間變化的二維圖像，被譽(yù)為“電子工程師的眼睛”。如果要穩(wěn)定觀察、顯示示波器波形，捕獲特點(diǎn)信號事件，觸發(fā)(Triger)則是關(guān)鍵因素。本文將給大家介紹普源示波器的觸發(fā)功能。

　　一、觸發(fā)存在的含義

　　首先我們需要知道的是示波器的顯示原理，是采用將其波形在屏幕上保持一段時間后再消失，在限制設(shè)置的波形保持時間內(nèi)，多個捕獲周期繪制的波形疊加然后在屏幕上顯示出來。

　　可是在實(shí)際的測量過程中，通過觀察可以看到的是，將輸入信號接入示波器通道后，不能夠立刻顯示穩(wěn)定的波器。一般都是需要手動進(jìn)程觸發(fā)設(shè)置后，波形才會穩(wěn)定顯示在顯示器中。但是為什么會出現(xiàn)這樣的問題呢?

　　二、觸發(fā)的實(shí)現(xiàn)

　　數(shù)字示波器主要由以下幾個部分組成：AFE模擬前端電路：主要包括衰減器和放大器，用于信號調(diào)理;l

　　ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器：將探測的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字域處理信號;l

　　Trigger觸發(fā)單元：將捕獲用戶設(shè)置的觸發(fā)事件;l

　　Time base時基：控制采樣時間，觸發(fā)位置處理;l

　　波形數(shù)據(jù)處理：完成數(shù)字波形的采樣，獲取，存儲和數(shù)據(jù)處理;l

　　顯示處理：完成波形繪制，波形相關(guān)的運(yùn)算，分析等功能。

　　數(shù)字示波器的觸發(fā)也存在模擬觸發(fā)和數(shù)字觸發(fā)兩類，數(shù)字觸發(fā)與模擬觸發(fā)最主要的差異在于觸發(fā)數(shù)據(jù)的來源不同：l

　　模擬觸發(fā)的數(shù)據(jù)來自模擬前端，因此觸發(fā)單元處理的 是模擬信號;l

　　而數(shù)字觸發(fā)的數(shù)據(jù)來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，觸發(fā)單元 處理的是經(jīng)過ADC量化處理后的數(shù)字信號。

　　模擬觸發(fā)和數(shù)字觸發(fā)由于數(shù)據(jù)來源和類型不同，因此處理原理也就有差異。

　　模擬觸發(fā)模擬觸發(fā)有一些不足之處，其中觸發(fā)抖動是影響觸發(fā)穩(wěn)定度的重要因素。模擬觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)波形造成模擬觸發(fā)系統(tǒng)存在抖動的原因，主要有以下3個因素：l

　　路徑誤差在“數(shù)字示波器-模擬觸發(fā)”框圖中，可以看到被測信號經(jīng)過了采樣和觸發(fā)兩條路徑，路徑上的噪聲干擾和延遲抖動存在差異。因此ADC得到的數(shù)據(jù)和觸發(fā)單元得到的數(shù)據(jù)存在差異;

　　量化誤差由于ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器固有的量化誤差和采樣失真，會使得ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)據(jù)存在偏差;

　　比較器誤差在模擬觸發(fā)中，信號與比較器比較門限進(jìn)行比較，由于模擬器件的特性，無法給出精確的邊沿時刻。

　　因此，模擬觸發(fā)輸出的觸發(fā)信號無法精確地指示ADC采樣后的數(shù)據(jù)的觸發(fā)位置，最終在顯示波形時，表現(xiàn)為波形觸發(fā)位置抖動。

　　數(shù)字觸發(fā)

　　與模擬觸發(fā)不同，數(shù)字觸發(fā)的觸發(fā)數(shù)據(jù)直接使用ADC采樣后的數(shù)據(jù)，因此，采樣和觸發(fā)單元處理的是相同的數(shù)據(jù)。數(shù)字觸發(fā)技術(shù)使用數(shù)字信號處理方法進(jìn)行觸發(fā)比較和位置測定，可以精確地捕獲觸發(fā)事件，并輸出精細(xì)的觸發(fā)位置。下面介紹幾種常見的數(shù)字觸發(fā)技術(shù)。

　　邊沿觸發(fā)

　　邊沿觸發(fā)是指，當(dāng)觸發(fā)單元檢測到跳變沿(上升沿、下降沿、任意沿)時觸發(fā) 。邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)是示波器觸發(fā)功能中最常用、最實(shí)用、最簡單的一種觸發(fā)類型。

　　觸發(fā)釋抑

　　觸發(fā)釋抑是在前一次觸發(fā)之后的一段時間之內(nèi)，觸發(fā)系統(tǒng)不相應(yīng)觸發(fā)事件;這段時間稱為釋抑時間(Hold-off Time)。 釋抑時間后，再開始觸發(fā)事件的判決。

　　觸發(fā)釋抑一般應(yīng)用在復(fù)雜的脈沖串、協(xié)議觸發(fā)、調(diào)幅信號 的場景中。根據(jù)實(shí)際的信號規(guī)律，設(shè)置對應(yīng)的釋抑時間，使得波形能穩(wěn)定觸發(fā)并顯示。

　　精細(xì)觸發(fā)

　　當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)比屏幕的像素個數(shù)少時，需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行插值。為了更精確地查找觸發(fā)位置位于個插值點(diǎn)，需要對插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行閾值比較和觸發(fā)位置處理，這個過程我們稱之為精細(xì)觸發(fā)。

　　總線觸發(fā)/協(xié)議觸發(fā)

　　當(dāng)我們使用示波器測量總線和協(xié)議信號時。如果使用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的解碼和解析，會因?yàn)檐浖僮鞯姆菍?shí)時性，導(dǎo)致丟失很多觸發(fā)事件。

　　協(xié)議觸發(fā)是利用硬件/FPGA進(jìn)行實(shí)時處理。觸發(fā)系統(tǒng)對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和解析，對協(xié)議相關(guān)數(shù)據(jù)和特性進(jìn)行觸發(fā)。常見的有RS232、I2C、SPI、CAN、LIN、I2S總線等。

　　區(qū)域觸發(fā)

　　區(qū)域觸發(fā)，也稱為模板觸發(fā)，是基于一般觸發(fā)功能的基礎(chǔ)上，再對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域比較判決，判斷波形與檢測區(qū)域 是否滿足“相交”或“不 相交”條件，判決條件滿足后才將波形顯示到屏幕上。

　　區(qū)域觸發(fā)區(qū)域觸發(fā)能實(shí)現(xiàn)更直觀的觸發(fā)類型，提升捕獲觸發(fā)事件的概率。

　　總結(jié)正如同之前的分析，模擬 觸發(fā)系統(tǒng)存在觸發(fā)類型單一，無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的觸發(fā)調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)。而數(shù)字觸發(fā)系統(tǒng)基于數(shù)學(xué)信號處理，避免了模擬器件受溫度等因素的影響，具有觸發(fā)精確等優(yōu)點(diǎn)。能夠?qū)崿F(xiàn)基于復(fù)雜事件條件的觸發(fā)，并支持多種觸發(fā)類