數(shù)字示波器的制作

數(shù)字示波器的制作,數(shù)字,示波器,制作 今越電子工作室 版權(quán)所有 - 1 - 示波器觸發(fā)模式及其使用 今越電子工作室 劉澤民 示波器的觸發(fā)模式是另一個常常使初學(xué)電子的朋友感到困惑的概念，本文將著重解釋基 本的示波器觸發(fā)模式，并從實(shí)用的角度說明它們的選用方法，以期能幫助初學(xué)者有效地使用 這些模式。 示波器的基本觸發(fā)模式 什么是示波器的觸發(fā)模式 ？我們知道，示波器需要通過“觸發(fā)” 這樣一種辦法來使得 示波器的掃描與被觀測信號同步，從而顯示穩(wěn)定的波形 (見 《什么是示波器的觸發(fā)？》 一文 ) ， 所謂“觸發(fā)模式” 是指一些為產(chǎn)生觸發(fā)所選定的方式，以滿足不同的觀測需要。 示波器最常用最基本的觸發(fā)模式有三種：第一種是“自動模式” ，示波器面板上一般 標(biāo)為“ AUTO” 。在這種模式下，當(dāng)觸發(fā)沒有發(fā)生時，示波器的掃描系統(tǒng)會 根據(jù)設(shè)定的掃 描速率自動進(jìn)行掃描；而當(dāng)有觸發(fā)發(fā)生時，掃描系統(tǒng)會盡量按信號的頻率進(jìn)行掃描。所以在 這種模式下不論觸發(fā)條件是否滿足，示波器都會產(chǎn)生掃描，都可以在屏幕上可以看到有變化 的掃描線，這是這種模式的特點(diǎn)。 第二種是“正常模式” ，也稱為“常規(guī)模式” ，在面板上一般標(biāo)為“ NORMAL” 或 “ NORM” 。這種模式與自動模式不同，在這種模式下示波器只有當(dāng)觸發(fā)條件滿足了才進(jìn) 行掃描，如果沒有觸發(fā)，就不進(jìn)行掃描。因此在這種模式下如果沒有觸發(fā)的話，對于模擬示 波器而言您會看不到掃描線，屏幕上什么都沒有，對于數(shù)字示波器而言您 會看不到波形更新， 不了解這一點(diǎn)還常常會以為是信號沒連上或什么其他故障。 第三種是“單次模式” ，一般標(biāo)為“ SINGLE” 或“ SIGL” 。這種模式與“正常模 式” 有一點(diǎn)類似，就是只有當(dāng)觸發(fā)條件滿足時才產(chǎn)生掃描，否則不掃描。而不同在于，這 種掃描一但產(chǎn)生并完成后，示波器的掃描系統(tǒng)即進(jìn)入一種休止?fàn)顟B(tài)，使得后面即使再有滿足 觸發(fā)條件的信號出現(xiàn)也不再進(jìn)行掃描，也就是觸發(fā)一次只掃描一次，即單次，必須通過手工 的方法將掃描系統(tǒng)重啟，才能產(chǎn)生下一次觸發(fā)。 顯然，對于普通模擬示波器而言在這種模 式下您經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)什么也看不到，因?yàn)?波形一閃而過，示波器不能將其保留，因此除了與照 相機(jī)配合將一閃而過的波形拍下來，在多數(shù)場合這種模式?jīng)]有什么用。 以上三種觸發(fā)模式是絕大多數(shù)示波器都會提供的，那么，我們在實(shí)際中應(yīng)該怎樣選擇和 使用呢？ 示波器觸發(fā)模式的使用 在實(shí)際使用中，不同觸發(fā)模式的選擇常常是根據(jù)對被觀測信號特性和要觀測的內(nèi)容作出 的，其間并沒有什么固定的規(guī)則，而往往是一個交互的過程，即通過選擇不同的觸發(fā)模式了 解信號的特性，又根據(jù)信號的特性和想要觀測的內(nèi)容選擇有效的觸發(fā)模式。在這個過程中最 重要的是要理解不同觸發(fā)模式的工作機(jī)制，了解被觀測信號的特 點(diǎn)以及明確所要觀測的內(nèi) 示波器觸發(fā)模式及其使用 今越電子工作室 版權(quán)所有 - 2 - 容。 一般來說，在對信號的特點(diǎn)不是很了解的時候，應(yīng)該選擇自動模式，因?yàn)檫@時不管信號 是什么樣示波器都會掃描，您至少能在屏幕上看到一些東西，那怕僅僅是掃描線也好，而不 會什么都沒有。有掃描線后可以通過調(diào)節(jié)垂直增益、垂直位置、時基速率等參數(shù)“找到” 波 形，然后通過選擇觸發(fā)源、觸發(fā)邊沿、觸發(fā)電平等穩(wěn)定波形。對于模擬示波器來說，只要信 號是周期性的，其頻率在適合相應(yīng)示波器觀測的范圍內(nèi)并且不太復(fù)雜的話，通過這樣的步驟 一般能達(dá)到對信號的大體了解，然后根據(jù)需要可作進(jìn)一步的觀測。 對于正常模式，許多朋友可能 會覺得與自動模式在觀測效果上沒有什么區(qū)別，常常有這 樣的情況，將觸發(fā)模式在自動與正常之間切換，屏幕波形并沒有什么變化，不過這種情形往 往只發(fā)生在被觀測信號是一些比較簡單的周期性信號的情況下。正常模式的作用在于觀測波 形的細(xì)節(jié)，特別是對于比較復(fù)雜的信號，例如視頻同步信號。為什么這樣說呢？這是因?yàn)闉?了觀測細(xì)節(jié)，我們必須將時基掃描速率調(diào)高，以便將波形展開。而當(dāng)我們這樣做的時候，就 會使得被觀測信號的頻率相對于示波器掃描速率而言變低，也就是說，在兩次觸發(fā)之間示波 器可能會作很多次掃描。在這種情形下，如果這時我們選擇的是自動模 式，則示波器會實(shí)際 進(jìn)行所有這些掃描，其結(jié)果是使這些掃描 (它們不是由觸發(fā)產(chǎn)生 )所對應(yīng)的波形與觸發(fā)掃描所 對應(yīng)的波形一起顯示，造成顯示波形的混疊，因而不能清晰地顯示我們想看的波形。而如果 我們選擇的是正常模式，則這些在觸發(fā)之間的掃描示波器實(shí)際不會進(jìn)行，只進(jìn)行那些因觸發(fā) 而產(chǎn)生的掃描，因而只顯示我們想看到的與觸發(fā)相聯(lián)系的波形，從而使波形會比較清晰，這 就是正常觸發(fā)模式的功用。圖 1 是這種情況的圖解，在圖 1 中，左側(cè)上方是被觀測的波形， 下方是掃描波形，右側(cè)是波形的顯示。圖 1a 中掃描速率較低，不便于觀察波形的細(xì)節(jié)；圖 1b 將掃描 速率提高，采用自動觸發(fā)模式，這時顯示的波形是不清晰的，有混疊現(xiàn)象；圖 1c 中 的掃描速率與圖 1b 相同，但采用正常觸發(fā)方式，僅在有觸發(fā)時才進(jìn)行掃描，因而顯示清晰 的波形。 對于單次模式，如上所述就普通模擬示波器而言我們基本上是難以利用的，但對于數(shù)字 存儲示波器來說它是一種非常有用的觸發(fā)模式。在數(shù)字存儲示波器中，使用單次觸發(fā)模式可 以捕捉單次出現(xiàn)或多次出現(xiàn)但不太具有周期性的信號。雖然使用正常模式也能夠捕捉單次的 信號，但如果信號是多次而非單次時，在正常模式下后面出現(xiàn)的信號所觸發(fā)的掃描就會將前 面捕獲的結(jié)果抹去，因此反而得不 到穩(wěn)定的波形。在這種時候如果采用單次模式就沒有這個 問題，也就是說，單次模式的觸發(fā)具有從多次出現(xiàn)的信號中挑選一個的能力。 以上我們簡述了示波器的基本觸發(fā)模式以及它們在實(shí)際使用中的考慮，以期對初學(xué)者掌 握示波器有幫助。除了本文所討論的內(nèi)容外，示波器的其他參數(shù)的調(diào)節(jié)也非常重要，使用者 一方面要對各種參數(shù)調(diào)節(jié)的含義有清晰的理解，另一方面也要了解被觀測信號的特性和明確 所要觀察目標(biāo)，才能真正有效使用示波器達(dá)到測量測試的目的。 示波器觸發(fā)模式及其使用 今越電子工作室 版權(quán)所有 - 3 - 圖 1a. 掃描速率較低時的波形顯示 圖 1b. 掃描速率提高但采用自動觸發(fā)模式時的波形顯示 圖 1c. 掃描速率提高但采 用正常觸發(fā)模式時的波形顯示