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什么是示波器的触发 示波器是如何工作的

时间:2020-08-05    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

初学电子的朋友可能会觉得示波器触发的概念比较模糊,而在实际中,充分理解示波器触发的概念往往是有效使用示波器的前提。本文试图以模拟示波器为例,说明触发的概念。

示波器的同步

要明白触发的概念,首先要了解示波器同步的概念。那么什么是示波器的同步呢?我们这里所说的示波器同步是指示波器的扫描信号与被观测的信号同步,也就是说它们的频率之间存在着整数倍的关系。为什么要这样?不这样会有什么结果?带着这样的问题让我们来考察图1的情况。

我们先了解一下示波器的工作原理。我们知道,示波器是通过在X和Y偏转板上加上控制电压,控制由电子枪射出电子束的偏转从而在屏幕上描绘出轨迹的,一般在X偏转板加的是正向锯齿波信号,线性上升的电压控制电子束从左到右移动,形成水平扫描。因为上升的电压与时间成线性关系,扫描得到的轨迹就可以模拟时间轴。如果同时在Y偏转板加上与被测信号成比例的电压,使电子束在水平移动的同时也在垂直方向移动,这样电子束就描绘出了被测信号与时间的关系,也就是信号的波形。这是示波器显示波形的基本原理。

现在我们来看图1。图1中的Y是一周期性信号,X是扫描信号,显然它们是不同步的。当将这样的信号同时分别加到示波器的Y和X偏转系统时,显示的波形如图2所示,其中当X从T0扫描到T1时描绘出的波形是A,从T1到T2扫描时描绘出的波形是B,而从T2到T3扫描时描绘出的是C,显然它们在屏幕上的位置都不同,而且先后出现,所以您会看到的是它们的混合,得不到一个稳定的波形。这就是示波器的扫描与信号不同步的结果。

如果我们设法将X信号变成图3 所示的情形,使每一次扫描开始时刻都对应于Y信号一个周期的同一点,使得每一次扫描对应的Y信号都相同,也就是让示波器的扫描信号与被测信号“同步”。当将这样的信号同时分别加到示波器的X和Y偏转系统时,由于每一个扫描周期X和Y的信号都相同,电子束受到同样的偏转控制,因而每一次扫描的电子束都打在屏幕上的同样的轨迹上,也就是说我们可以得到图4所示的波形。这是您能看到的唯一波形,因为每一个扫描周期电子束都打在这个波形的轨迹上,而不是其他位置,因而这个波形是稳定的。这就是示波器扫描与信号同步的结果。

综上所述,如果我们要在示波器的屏幕上观察到稳定的波形,必要的条件是示波器的扫描信号要与被观察的信号保持同步关系。

那么,我们怎样才能使示波器的扫描信号与被观测信号保持同步关系呢?

触发的作用

为了使扫描信号与被测信号同步,我们可以设定一些条件,将被测信号不断地与这些条件相比较,只有当被测信号满足这些条件时才启动扫描,从而使得扫描的频率与被测信号相同或存在整数倍的关系,也就是同步。这种技术我们就称为“触发”,而这些条件我们称其为“触发条件” 。

用作触发条件的形式很多,常用最基本的就是“边沿触发”,即将被测信号的变化(即信号上升或下降的边沿) 与某一电平相比较,当信号的变化以某种选定的方式达到这一电平时,产生一个触发信号,启动一次扫描。例如在图3中,我们可以将触发电平选在0V,当被测信号从低到高跨越这个电平时,就产生一次扫描,这样我们就得到了与被测信号同步的扫描信号。其他的触发条件有“脉宽触发” 、“斜率触发” 、“状态触发” 等等,这些触发条件通常会在比较高档的示波器中出现。

有关触发的调节

有关触发的调节包括触发源、触发方式、触发条件即相应参数的选择等等,比较多和复杂,这些是示波器使用中较为重要的操作,也是许多初学者感到较难掌握的地方,我们将另觅篇幅详细介绍。

用示波器正确的设置触发耦合方式

  大家都知道在示波器的通道设置里面有耦合方式一项,而忽略了触发设置里面的耦合方式选择。事实上合理选择耦合触发方式可以极大方便我们测试。  A、使用交、直流耦合方式时,触发耦合和通道耦合要设置一致;  B、当信号中包含高频干扰或者噪声使示波器不能触发稳定时,可以采用触发里的高频抑制功能  C、当信号中包含低频干扰时(例如电源纹波里面的50Hz工频干扰),示波器不能触发稳定候可以采用触发里的低频抑制功能

标签: 示波器
示波器 用示波器正确的设置触发耦合方式_示波器 83. 在高频端,如何判断示波器探头本身的阻抗对信号的影响? 

答:示波器的探头都有特定的指标,可以参照探头的等效阻抗-频率图确定探头在频率点的等效阻抗。关于探头,泰克有专门的文章叫做《探头ABC》。 

84. 为什么用泰克示波器测试30MHz时钟的波形振铃要比安杰仑的大的多(示波器探头是250MHz的)? 

答:测量状态转换时,只需采用示波器的自动触发方式,将电压和电流的波形设置为比较理想的显示方式。如果使用TDS5000,还可调节resolution旋钮将采样率调至合适档位(一般为信号频率的10倍左右)。然后利用PWR2软件对被测数据进行自动计算。对于MOSFET我们选择Vds和Ids作为被测信号IGBT选择Vce和Ice作为被测信号。 

当用数字示波器测试开关电源时, 可否预先设置限制参数(如测试时间,每次采样数)如何用泰克示波器实现对开关电源状态变换的测试。 连接方式(可举例),示波器按键的设置,必要的注意事项。 

85. 在设计软开关PWM变换器时(如PWM半桥开关变换器),怎样用示波器观察MOSFET Vt/It 轨迹? 

答:首先示波器要有通道间的时延校正功能,这样进行相关数学运算时才能保证基本的准确性。使用高压差分电压探头及电流探头测量。TEK推出的功率测试方案中就可以动态的观察MOSFET的整个工作过程。 

86. 输出电容和输出电感的选择应该根据负载的供电需求确定,那对于L和C值都应该按照datasheet上的确定的公式套用吗?如果按照公式推算出来的值在实际应用中出现了问题,那么我们应该根据什么来更换呢? 

答:不同拓朴的输出扼流圈及输出滤波电容的计算公式是不同的,应该按自己所选的电路结构选择合适的计算公式。输出电容的大小主要由输出纹波电压要抑制为几毫伏决定。这就要计算出ESR,然后可按厂家提供的DATASHEET选择。但选电容时还要考虑负载的变化、电流变化范围、输出电感感量等等,因为它们会使电容特性改变。 

87. 目前,HID疝气灯已经广泛用在一些高档轿车大灯上,但在HID灯安定器的高压电路设计中,发现由于高压回收速度不够快,造成有时点灯不畅。如何解决? 

答:HID疝气灯一般都有一个二次击穿的过程,然后大灯趋于稳定的工作状态;首先要对二次击穿进行有效的控制方可保证其稳定工作,量测二次击穿只需使用TDS5000的长记录长度,进行单次触发捕获其波形,然后分别测量一次击穿和二次击穿的峰值电压以及其脉冲宽度,再测量两次击穿脉冲间的时间即可,根据实际状况看看以上参数是否满足设计要求。 

88. 如果使用探头和虚拟仪器,可以在PC机上显示出波形。同时,各种各样的计算都可以轻松实现。TEK5000系列和虚拟仪器有何本质区别? 

答:DS5000虽然是一台基于Windows 2000的示波器,但实际上它是分成两个重要部分的,首先他具有一个真正意义上的示波器采集和处理的部分,这部分的数据处理是通过示波器本身的一个专业处理器进行的,而Windows2000的计算机平台只是对示波器采集下来的数据(内部通过PCI总线通讯)进行一些后台分析计算处理,这部分与示波器本身的显示并无联系。 

而所谓的虚拟仪器(大多为PC插卡式的),它通过一个数据采集卡(一般速度很慢)将外界的信号采入计算机内部,通过计算机自身的CPU对数据进行处理,它是一种廉价的解决方案,它的致命弱点是没有任何溯源性(它受计算机主机的影响太大,不同主机导致的测试结果有较大的误差),我们知道测试仪器的一致性是决定测试结果成败的关键。 


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