示波器的触发功能主要有两点:
第一、隔离感兴趣的事件。
第二、同步波形,或者说稳定显示波形。
隔离感兴趣的事件,就是在触发点处隔离的事件是满足触发条件的信号。如下图所示,在触发点隔离的事件是总小于47.5ns或大于52ns的脉宽,该脉宽的计算是以触发电平穿越触发点处的脉宽波形的交叉点处的时间间隔。
同步波形,就是找到一种触发方式使波形不再“晃动”,也就是找出信号的规律性来同步信号。如图二所示的信号,每组数据包里有四个脉冲,这四个脉冲并不是等时间间隔的,如果用上升沿触发,则波形不能同步,视觉上在“晃动”,但是每组数据包是等时间间隔到来的,如果以每组数据包的第一个脉冲的上升沿作为触发源,则能稳定显示波形。因此可以用边沿延迟触发,在前一个上升沿到来之后,延迟一段时间再触发下一个上升沿,在上例中需要延迟的时间为标识的蓝色的时间间隔部分。
纹波的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。
它主要有以下害处:容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生更多的危害;降低了电源的效率;较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器;会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作。
纹波、纹波系数的表示方法:
可以用有效值或峰值来表示,或者用绝对量、相对量来表示;
单位通常为:mV
例如:一个电源工作在稳压状态,其输出为12V5A,测得纹波的有效值为10mV,这10mV就是纹波的绝对量,而相对量,即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/12V=0.12%。
纹波的测试方法:
以20M带宽为限制标准,电压设为PK-PK(也有测有效值的),去除示波器控头上的夹子与地线(因为这个本身的夹子与地线会形成环路,像一个天线接收杂讯,引入一些不必要的杂讯),使用接地环(不使用接地环也可以,不过要考虑其产生的误差),在探头上并联一个10UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容,用示波器的探针直接进行测试;如果示波器探头不是直接接触输出点,应该用双绞线,或者50Ω同轴电缆方式测量。
示波器是经典较为通用的做时域波形测试的仪器,有时候也可以用来测量电流或光信号等,但是需要通过相应的探头或者转换器转换成电压信号来进行测量。
示波器从字面意思可以理解为显示波形的仪器,那么波形到底是什么呢?其主要分为两种:时域和频域波的波形。对于示波器来说,其显示的波形是随电压随时间的变化波形。在产品的屏幕上,横轴表示的是时间,纵轴则是被测信号电压,示波器上的波形反映的就是被测信号电压随时间变化的轨迹。
示波器上显示的时域波形
示波器可以显示被测点电压信号的变化,而分析了解被测件各个节点电压的变化情况是电子行业基本的需求,因此示波器广泛应用于电子,通信,计算机,医疗,汽车,航天等各个行业中。也正因为这个原因,示波器是较为通用,也是全球销售额较大的测量仪器,每年示波器的销售额都超过10亿美金。
示波器按其次实现原理主要分为模拟示波器和数字示波器,按其采样方式分类实时示波器和采样示波器,有些示波器厂商出于市场宣传货突出某种特点的目的给示波器起了了不起的名称,或增加了一些额外的测量模块,但在大的基本结构上都没有脱离以上的基本分类。
1、模拟示波器
出现于20世纪40年代,是较早出现的一款示波器,这款示波器采用是阴极射线管的显示屏,而且宽带也只有几MHz,下图为结构框图:
模拟示波器的触发一般都比较简单,通常就是边沿触发。在设置好相应的边沿触发条件后,一旦被测信号的有效边沿来,示波器内部就开始产生锯齿波控制水平方向的扫描,这样在示波器屏幕上每次看到的波形都是被测信号触发点以后的波形。如果被测的信号是周期性的,例如是时钟信号,在示波器上就可以看到稳定的信号波形。
2、数字示波器
这款示波器出现要稍晚一些,20世纪80年代,在宽带,触发以及分析能力方面全面超越了模拟示波器。
数字示波器与模拟示波器最大的区别就是输入信号,数字示波器是通过高速芯片对输入信号进行采样和数字化,并把数字化样点保存到缓存中,然后通过信号处理电路把缓存里的数据读出出来,通过DAC芯片把相应的数字转换成模拟量,并显示在CRT显示屏上。
早起数字示波器结构图
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