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示波器的数字触发技能(上)

触发功能是示波器的关键性能,它使示波器能够隔离特定信号事件以便进行详细分析,并能实现重复波形的稳定显示。自上世纪40年代诞生以来

触发功用是示波器的要害功用,它使示波器可以阻隔特定信号事情以便进行详细剖析,并能完成重复波形的安稳显现。

自上世纪 40 时代诞生以来,示波器触发功用不断得到增强。R&S RTO/RTE系列数字示波器的全数字触发功用树立了立异的里程碑,它在丈量精度、波形捕获密度和功用性方面为示波器用户带来明显优势。

本文为您介绍了传统触发体系的作业原理,并阐释了 RTO/RTE 示波器实时数字触发的长处。

1 传统触发体系原理

1.1示波器触发功用的效果

示波器的触发体系根本上有两个首要运用:

1.保证安稳显现

作为电气和电子信号丈量调试东西的示波器,触发功用的创造是一项打破。触发功用可以安稳地显现重复的周期性信号。

2.阻隔感兴趣的事情
触发可以对特定波形事情做出反响,这有利于阻隔和显现特定信号特征,比如未到达脉冲高度的逻辑电平(“矮脉冲”),由串扰引起的信号搅扰(例如“毛刺”),低边际触发(“上升沿时刻”)或通道间的无效守时(“Data2Clk”)。触发功用的品种和触发设置灵活性多年来一直在加强。

触发体系的精度以及灵活性,决议了示波器是否可以精确地显现和剖析丈量信号。

1.2 传统触发体系运用

现在,大多数示波器为数字示波器,这意味着被测信号被采样,而且作为接连的一组数字值被保存。但是,担任检测信号电平的触发器依然运用模仿电路来处理原始被测信号。图 1 显现简化的数字示波器方框图。

图 1:选用模仿触发单元的数字示波器的简化方框图
输入放大器用于调理被测信号,以便将被测信号的起伏调整到 A/D 转化器的作业范围,并合适示波器显现。调理后的信号经放大器输出,并行传递到 A/D 转化器和触发体系。A/D 转化器在一条途径上对丈量信号进行采样和量化,数字化的样本值被写入收集存储器。触发体系在另一条途径上将该信号与有用触发条件(例如,选用“边缘”触发的触发电平)进行比较。
当有用触发条件满意时,开端记载 A/D 转化器样本,收集的波形被进一步处理和显现。图 2 举例显现收集样点和显现的波形。A/D 转化的数字化样本点在图中以圆圈标示。本例中运用具有正斜率的触发事情“边缘”。被测信号跨过触发电平发生有用触发事情。
图 2:具有 A/D 转化器样本点和触发点的丈量信号举例
1.3 模仿触发器的缺陷
为了在示波器网格上精确显现信号,需求对触发点进行精确守时。假如触发时刻测定不精确,显现的波形就不能与图中的触发点穿插(触发电平缓触发方位的穿插点)。相关事例参看图 3。

图 3:显现的波形和实践触发方位不符的比如

下述原因会引起触发方位失准:

1.对触发边缘的丈量不精确

在触发体系中,被测信号经比较器与触发门限进行比较,需求十分精确地丈量比较器输出的边缘守时。为此,需求运用时刻数字转化器 (Time-to-Digital-Converter,TDC)。TDC 不精确会导致单个显现波形相对触发点偏移。TDC 差错的随机重量会导致在每个触发事情上改动这个偏移量,然后导致触发颤动。

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