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示波器基础 | 示波器的触发功能 - 知乎首发于示波器基础切换模式写文章登录/注册示波器基础 | 示波器的触发功能力科测试测量仪器来自美国的示波器专家触发是数字示波器区别于模拟示波器的最大特征之一。数字示波器的触发功能非常丰富,通过触发设置使用户可以看到触发前后的信号。对于高速信号的分析,其实很少去谈触发,因为通常是捕获很长时间的波形然后做眼图和抖动分析。触发可能对于低速信号的测量应用得频繁些,因为低速信号通常会遇到很怪异的信号需要通过触发来隔离。假如示波器的触发电路坏了,示波器仍然可以工作,只是这时候看到的波形在屏幕上来回“晃动”,或者说在屏幕上闪啊闪的。这其实相当于您将触发模式设置为“Auto”状态并把触发电平设置得超过信号的最大或最小幅值。示波器的采集存储器是一个循环缓存,新的数据会不断覆盖老的数据,直到采集过程结束。如下图所示。数字示波器的存储器是循环缓存没有触发电路,这些采集的数据不断地这样新老交替,在屏幕上视觉上感觉波形在来回“晃动”。AutoSetup是自动触发设置,示波器根据被测信号的特点自动设置示波器的水平时基,垂直灵敏,偏置和触发条件,使得波形能显示在示波器上。其主要目的是保证波形能显示出来,这对于拿到示波器不知道如何使波形“出来”的新手是有用的。但如果不理解触发的概念,通过AutoSetup的设置就开始观察,测量甚至得出结论是不对的。示波器毕竟是工程师的眼睛,工程师需要透彻掌握这个工具,用好这双眼睛。所谓触发,按专业上的解释是:按照需求设置一定的触发条件,当波形流中的某一个波形满足这一条件时,示波器即实时捕获该波形和其相邻部分,并显示在屏幕上。触发条件的唯一性是精确捕获的首要条件。为了观察特定波形之前发生的更多事件,把触发点往显示窗口右方推移一段时间,即是延迟触发;为了了解特定波形之后发生的更多事件,把触发点往显示窗口左方推移一段时间,即是超前触发。如下图所示。在数字示波器中,触发点可以位于采集存储的记录的任何位置。如上图的右边图形,触发点停留在采集存储的中间时刻。触发的原理示意图所谓触发,就是“在此刻停留”,或者说是“等待那一刻”。触发电路可以理解为有那么一双纯情的眼睛在注视在她面前走过的每一个人(信号流),当她看到她的意中人(触发条件)时,她的眼睛凝视这个人,让意中人停留在她注视的位置(触发点)。但她会继续寻找她的下一个意中人。每次找到了意中人,她都会让意中人在她注视的位置(触发点)停留。因此,她的眼睛注视点(触发点)的位置只停留那些意中人(满足条件的波形)。触发的作用有两点: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。为说明清楚这两个作用,我们先来回顾一下设置触发时要关注的一些方面:触发源,触发点,触发电平,触发模式,触发方式。触发源:就是以哪个通道的信号作为触发对象。触发源可以是示波器的任意通道也可以是外部通道。如下图所示选择的触发源为C2,即通道2。在同时测量四路信号时,选择哪种信号作为触发源有时侯有一些技巧,这和您希望调试的问题有关。譬如您需要同时查看六路信号的上电时序,但示波器只有四个通道,这时候可以通过两次开机的单次触发捕获,先捕获四路信号,并将这四路信号保存为数据文件使得能来重新调回示波器,然后再来捕获三路信号,这两次捕获中以相同的上电复位信号作为触发源使得波形能够同步。触发设置界面——触发源 触发点:触发点有时侯也叫触发延迟。它即是眼睛注视的点,就是示波器让波形停留的时刻,也就是示波器上红色的小三角对应的位置。如下图所示,红色圈中的小红三角点就是触发点。设置好触发条件后,触发点的位置对应的波形应都是满足触发条件的。或者说示波器让满足触发条件的波形隔离在这个触发点的位置。每次设置示波器时都要先看看触发点、触发电平在哪里。最好先将触发点设置在中间位置以方便观察和调节,因为示波器的波形扩展时是以触发点为对称点展开的。在力科示波器的面板上可以简单的按一下Delay键使触发点自动回到屏幕中间位置。触发点对应示波器的位置及触发电平的含义触发电平:触发电平是指信号需要达到该电平才能被触发。在上图中触发电平为右边红色小三角的位置相对于零电平的幅值大小,也即两条白线之间的幅值,此例中该数值为图中右下角红色方框标示的1.00V这个数值。设置任何触发条件都需要有一个具体的触发电平。触发电平定义了信号是否为满足触发条件的“事件”。上图中的信号有上升沿,但该上升沿不一定是触发电路感兴趣的事件,也许纯美的眼睛想寻找的是个子更高(触发电平的幅值更高)的意中人(满足触发条件的信号)。在上升沿触发时,只有该上升沿在上升的过程中达到触发电平的位置才认为是“事件”从而被“隔离”在触发点。触发电平可以在Trigger菜单中设置,也可以通过面板上的旋钮来调节。很多触发方式的条件都是相对于触发电平而言。譬如宽度触发,触发电路识别的宽度(时间间隔)并不是上升沿的50%到下一个下降沿的50%,而是触发电平穿越相邻的上升沿和下降沿的交叉点之间的时间间隔。如下图所示,以蓝线从触发电平的位置穿越波形,和触发点的位置对应的脉宽相交的两个蓝点之间的时间间隔为触发条件满足的宽度大小。在图例中是3ns-10ns之间,这也就是说触发功能隔离了我们感兴趣的3ns-10ns之间的脉冲宽度。如果用的示波器存储深度很低,为了捕获到MOSFET的最大值,并不是一次捕获很长时间的VDS电压信号来自动测量峰值,而是不断地调节触发电平的幅值,渐渐使触发电平提高以查看是否能触发到信号。宽度触发中宽度的是如何定义的触发模式:示波器有四种触发模式,Auto,Normal,Single,Stop。如下图面板所示。Auto是指不管是否满足触发条件,都实时刷新波形,这时候示波器的屏幕上的波形通常看起来是“晃动”的。Normal是指满足触发条件才触发,否则波形会静止不动,并且对于力科示波器在屏幕的右下角有红色的提示:“Waiting for Trigger”。Single指仅捕获第一次满足触发条件的波形,捕获后就停止。Stop指强制让波形静止不动。下图所示的面板上的绿色的TRIG等的闪烁快慢代表了触发速率的快慢。示波器面板按钮的触发部分触发功能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。触发的首要功能是隔离感兴趣的事件同步波形,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。如下图所示的信号,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。同步信号使波形能稳定显示下面我们来逐一解释各种触发方式。边沿触发(Edge)边沿触发是最常用最简单最有效的触发方式,绝大多数的应用都只是用边沿触发来触发波形。边沿触发仅是甄测信号的边沿、极性和电平。当被测信号的电平变化方向与设定相同(上升沿或下降沿),其值变化到与触发电平相同时,示波器被触发,并捕捉波形。如下图所示,在触发点停留的总是上升沿。上升沿在上升的过程中如果能达到触发电平的高度就被触发,否则在Normal模式下示波器上的波形静止不动,示意波器的右下角提示“waiting for triggering”。边沿触发由边沿触发引伸的是边沿延迟触发(holdoff)。每次触发到前一个边沿之后,等待设定的延迟时间或延迟事件再触发下一个满足条件的边沿,最长可延迟20s或9,999,999个事件。事件是相对于触发电平而言。上图是一个实际的测试案例,包络是一系列频率和幅值变化的正弦波信号,客户需要知道频率的最大值和最小值。如果不能稳定触发则每次通过停止波形然后调节测量参数的门限来统计多次测量的最大最小值,非常繁琐。如果用边沿延迟触发方式同步该波形,测量的门限固定在一个范围内,利用统计功能测量出持续捕获到的包络的频率最大值和最小值。边沿延迟触发宽度和毛刺触发根据信号宽度值/毛刺值触发,可选正向或负向宽度/毛刺,可用于捕捉信号中的罕见宽度/毛刺信号。下图的触发设置含义是,当C2的脉冲在触发电平处的正脉宽在90ns和120ns之间时被隔离,触发点停留的位置是脉冲的下降沿。如果触发的是负脉宽,则触发点停留的位置是脉冲的上升沿。脉宽的范围定义可以是小于、大于、在范围内或范围外。毛刺触发和宽度触发类似。宽度/毛刺触发宽度/毛刺触发在实际测试中应用很多。下图的例子中,客户希望稳定显示该波形,能持续测量虚线范围内的信号的眼图,因此,可以用正宽度触发,但触发电平不得高于连续信号的最低值的位置。宽度触发应用 间隔触发根据相邻的同极性的沿的时间来触发,正到正或负到负。设定的条件也可以小于、大于、在范围内或范围外。下图的触发设置含义是:当穿越触发电平的相邻正沿之间的时间间隔在1.5us到2.5us之间时被触发。图中一定要将触发电平设置为超过欠幅的矮脉冲,否则条件永远不会满足。间隔触发条件触发条件触发是两个通道之间的关联触发。当第二个波形设定条件满足一次后,在第一个波形边沿处触发。下图的触发设置含义是:在C2的上升沿达到触发电平200mV时,触发C2的上升沿但前提是在这之前C3的电平曾超过了500mV。条件触发条件触发常被应用在DDR测试中,下图中客户为了看data信号C1的眼图,他设置为触发C3的DQS信号,但前提是要等C4的TriggerPin信号达到一定的电平。条件触发的应用 状态触发状态触发和条件触发类似。当第二个波形设定条件满足并保持该状态后,在第一个波形边沿处触发。它要求第二个波形达到某个条件之后保持该状态。下图的触发设置含义是:在C3的上升沿达到触发电平500mV时,触发C2的上升沿但前提是在这之前C2的电平超过了500mV并一直保持超过500mV的状态,而且要等到C2的上升沿有3次达到触发电平之后才触发。状态触发逻辑触发各通道信号分别同时满足所设定逻辑电平条件及所选择的逻辑关系后触发。可选逻辑条件:与(And),非与Nand),或(Or),非或Nor)。下图的触发设置含义是:C1的电平低于775mV,C2的电平高于500mV,C3的电平低于500mV,C4的电平高于350mV,它们同时满足这个条件时触发。逻辑触发漏失触发当信号最后的边沿消失了设定的时间后触发。下图的触发设置含义是:在C2的最后一个上升沿消失之后等待750ns被触发。漏失触发欠幅触发当脉冲序列的宽度不确定,大多数脉冲信号的幅值相同,但有小概率的欠幅信号时所需要采取的一种触发方式。当脉冲穿越了第一个门限电平,但在一定的时间范围内不能穿越另外一个门限电平时被触发。如下图所示。欠幅触发TV触发专门为电视信号而设计的一种触发方式,在该模式下触发电平控制不起作用。示波器使用视频信号中同步脉冲作为触发信号。TV触发有两种模式,TVF场和TL行此外,还有斜率触发和各种串行数据的触发,如I2C触发,SPI触发,CB1s触发等,不再一一讨论。值得强调的是,力科的触发设置界面的右下角都有每种触发的含义的图形表示和文字解释,提供了直观的操作界面。掌握了每种触发方式的含义有助于我们在遇到实际信号时知道该使用什么样的触发方式。想要了解更多内容可查看我们官网https://www.teledynelecroy.com.cn/,或者关注我们的官方公众号「TeledyneLecroy」。编辑于 2022-10-24 15:03示波器电路赞同 13添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录示波器基础有关示波器的各项基础指标,以及测试时需注意的
示波器时间参考点和水平延迟值是什么?他们对采集波形有什么影响? - 知乎
示波器时间参考点和水平延迟值是什么?他们对采集波形有什么影响? - 知乎首发于示波器使用方法切换模式写文章登录/注册示波器时间参考点和水平延迟值是什么?他们对采集波形有什么影响?是德科技 Keysight Technologies已认证账号首先介绍一下这两个概念的定义:时间参考点是显示屏上延迟时间(水平位置)的参考点,可设置采集存储器中以及显示屏上延迟设置为0的触发事件的初始位置。水平延迟值显示在状态行中,表示时间参考点距触发点的距离。延迟时间是受限的,可用的延迟范围取决于选择的时间/格和存储器深度。从定义上看,两个参数都与采集存储器有关。那么这两个参数的设置对波形有什么具体影响呢?下面以MSOX3014T 示波器采集的波形为例,能够更直观地找到答案。图1 时间参考点居中,0s 延迟图2 时间参考点居左,0s 延迟图3时间参考点居中,-50 us 延迟 图4 时间参考点居中,50 us 延迟示波器采集的波形是用函数发生器生成的一个任意波形,每次只发出一个周期的波形。图上的空心三角形代表时间参考点的位置,实心三角形代表触发点位置,两个三角形间的距离代表水平延迟值。从这几幅图可以看出,当时间参考点和水平延迟设置不同时,示波器得到的波形也是不同的。这两个参数决定了存储的具体波形。可以通过触发点将采集存储的数据分为两部分,触发前的波形和触发后的波形。从图1和图2看,当延迟值为0s时,时间参考点即触发点位置,它是一个相对值。触发前的波形和触发后的波形在存储空间的占比由时间参考点的位置决定。从图3和图4看,当延迟值不为0时,时间参考点和触发点不重合,此时水平延迟是一个绝对值。触发前的波形和触发后的波形对于存储空间的分配,由时间参考点的占比和水平延迟值共同决定。所以在采集波形时,时间参考点和水平延迟这两个参数很重要。只有正确设置这两个参数,才能将关注的波形信息完整保存。发布于 2021-06-04 11:35示波器波形数据采集赞同 4添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录示波器使用方法介绍是德科技(原安捷伦)示波器的使用方法
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示波器基础 | 示波器的触发功能 - 知乎首发于示波器基础切换模式写文章登录/注册示波器基础 | 示波器的触发功能力科测试测量仪器来自美国的示波器专家触发是数字示波器区别于模拟示波器的最大特征之一。数字示波器的触发功能非常丰富,通过触发设置使用户可以看到触发前后的信号。对于高速信号的分析,其实很少去谈触发,因为通常是捕获很长时间的波形然后做眼图和抖动分析。触发可能对于低速信号的测量应用得频繁些,因为低速信号通常会遇到很怪异的信号需要通过触发来隔离。假如示波器的触发电路坏了,示波器仍然可以工作,只是这时候看到的波形在屏幕上来回“晃动”,或者说在屏幕上闪啊闪的。这其实相当于您将触发模式设置为“Auto”状态并把触发电平设置得超过信号的最大或最小幅值。示波器的采集存储器是一个循环缓存,新的数据会不断覆盖老的数据,直到采集过程结束。如下图所示。数字示波器的存储器是循环缓存没有触发电路,这些采集的数据不断地这样新老交替,在屏幕上视觉上感觉波形在来回“晃动”。AutoSetup是自动触发设置,示波器根据被测信号的特点自动设置示波器的水平时基,垂直灵敏,偏置和触发条件,使得波形能显示在示波器上。其主要目的是保证波形能显示出来,这对于拿到示波器不知道如何使波形“出来”的新手是有用的。但如果不理解触发的概念,通过AutoSetup的设置就开始观察,测量甚至得出结论是不对的。示波器毕竟是工程师的眼睛,工程师需要透彻掌握这个工具,用好这双眼睛。所谓触发,按专业上的解释是:按照需求设置一定的触发条件,当波形流中的某一个波形满足这一条件时,示波器即实时捕获该波形和其相邻部分,并显示在屏幕上。触发条件的唯一性是精确捕获的首要条件。为了观察特定波形之前发生的更多事件,把触发点往显示窗口右方推移一段时间,即是延迟触发;为了了解特定波形之后发生的更多事件,把触发点往显示窗口左方推移一段时间,即是超前触发。如下图所示。在数字示波器中,触发点可以位于采集存储的记录的任何位置。如上图的右边图形,触发点停留在采集存储的中间时刻。触发的原理示意图所谓触发,就是“在此刻停留”,或者说是“等待那一刻”。触发电路可以理解为有那么一双纯情的眼睛在注视在她面前走过的每一个人(信号流),当她看到她的意中人(触发条件)时,她的眼睛凝视这个人,让意中人停留在她注视的位置(触发点)。但她会继续寻找她的下一个意中人。每次找到了意中人,她都会让意中人在她注视的位置(触发点)停留。因此,她的眼睛注视点(触发点)的位置只停留那些意中人(满足条件的波形)。触发的作用有两点: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。为说明清楚这两个作用,我们先来回顾一下设置触发时要关注的一些方面:触发源,触发点,触发电平,触发模式,触发方式。触发源:就是以哪个通道的信号作为触发对象。触发源可以是示波器的任意通道也可以是外部通道。如下图所示选择的触发源为C2,即通道2。在同时测量四路信号时,选择哪种信号作为触发源有时侯有一些技巧,这和您希望调试的问题有关。譬如您需要同时查看六路信号的上电时序,但示波器只有四个通道,这时候可以通过两次开机的单次触发捕获,先捕获四路信号,并将这四路信号保存为数据文件使得能来重新调回示波器,然后再来捕获三路信号,这两次捕获中以相同的上电复位信号作为触发源使得波形能够同步。触发设置界面——触发源 触发点:触发点有时侯也叫触发延迟。它即是眼睛注视的点,就是示波器让波形停留的时刻,也就是示波器上红色的小三角对应的位置。如下图所示,红色圈中的小红三角点就是触发点。设置好触发条件后,触发点的位置对应的波形应都是满足触发条件的。或者说示波器让满足触发条件的波形隔离在这个触发点的位置。每次设置示波器时都要先看看触发点、触发电平在哪里。最好先将触发点设置在中间位置以方便观察和调节,因为示波器的波形扩展时是以触发点为对称点展开的。在力科示波器的面板上可以简单的按一下Delay键使触发点自动回到屏幕中间位置。触发点对应示波器的位置及触发电平的含义触发电平:触发电平是指信号需要达到该电平才能被触发。在上图中触发电平为右边红色小三角的位置相对于零电平的幅值大小,也即两条白线之间的幅值,此例中该数值为图中右下角红色方框标示的1.00V这个数值。设置任何触发条件都需要有一个具体的触发电平。触发电平定义了信号是否为满足触发条件的“事件”。上图中的信号有上升沿,但该上升沿不一定是触发电路感兴趣的事件,也许纯美的眼睛想寻找的是个子更高(触发电平的幅值更高)的意中人(满足触发条件的信号)。在上升沿触发时,只有该上升沿在上升的过程中达到触发电平的位置才认为是“事件”从而被“隔离”在触发点。触发电平可以在Trigger菜单中设置,也可以通过面板上的旋钮来调节。很多触发方式的条件都是相对于触发电平而言。譬如宽度触发,触发电路识别的宽度(时间间隔)并不是上升沿的50%到下一个下降沿的50%,而是触发电平穿越相邻的上升沿和下降沿的交叉点之间的时间间隔。如下图所示,以蓝线从触发电平的位置穿越波形,和触发点的位置对应的脉宽相交的两个蓝点之间的时间间隔为触发条件满足的宽度大小。在图例中是3ns-10ns之间,这也就是说触发功能隔离了我们感兴趣的3ns-10ns之间的脉冲宽度。如果用的示波器存储深度很低,为了捕获到MOSFET的最大值,并不是一次捕获很长时间的VDS电压信号来自动测量峰值,而是不断地调节触发电平的幅值,渐渐使触发电平提高以查看是否能触发到信号。宽度触发中宽度的是如何定义的触发模式:示波器有四种触发模式,Auto,Normal,Single,Stop。如下图面板所示。Auto是指不管是否满足触发条件,都实时刷新波形,这时候示波器的屏幕上的波形通常看起来是“晃动”的。Normal是指满足触发条件才触发,否则波形会静止不动,并且对于力科示波器在屏幕的右下角有红色的提示:“Waiting for Trigger”。Single指仅捕获第一次满足触发条件的波形,捕获后就停止。Stop指强制让波形静止不动。下图所示的面板上的绿色的TRIG等的闪烁快慢代表了触发速率的快慢。示波器面板按钮的触发部分触发功能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。触发的首要功能是隔离感兴趣的事件同步波形,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。如下图所示的信号,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。同步信号使波形能稳定显示下面我们来逐一解释各种触发方式。边沿触发(Edge)边沿触发是最常用最简单最有效的触发方式,绝大多数的应用都只是用边沿触发来触发波形。边沿触发仅是甄测信号的边沿、极性和电平。当被测信号的电平变化方向与设定相同(上升沿或下降沿),其值变化到与触发电平相同时,示波器被触发,并捕捉波形。如下图所示,在触发点停留的总是上升沿。上升沿在上升的过程中如果能达到触发电平的高度就被触发,否则在Normal模式下示波器上的波形静止不动,示意波器的右下角提示“waiting for triggering”。边沿触发由边沿触发引伸的是边沿延迟触发(holdoff)。每次触发到前一个边沿之后,等待设定的延迟时间或延迟事件再触发下一个满足条件的边沿,最长可延迟20s或9,999,999个事件。事件是相对于触发电平而言。上图是一个实际的测试案例,包络是一系列频率和幅值变化的正弦波信号,客户需要知道频率的最大值和最小值。如果不能稳定触发则每次通过停止波形然后调节测量参数的门限来统计多次测量的最大最小值,非常繁琐。如果用边沿延迟触发方式同步该波形,测量的门限固定在一个范围内,利用统计功能测量出持续捕获到的包络的频率最大值和最小值。边沿延迟触发宽度和毛刺触发根据信号宽度值/毛刺值触发,可选正向或负向宽度/毛刺,可用于捕捉信号中的罕见宽度/毛刺信号。下图的触发设置含义是,当C2的脉冲在触发电平处的正脉宽在90ns和120ns之间时被隔离,触发点停留的位置是脉冲的下降沿。如果触发的是负脉宽,则触发点停留的位置是脉冲的上升沿。脉宽的范围定义可以是小于、大于、在范围内或范围外。毛刺触发和宽度触发类似。宽度/毛刺触发宽度/毛刺触发在实际测试中应用很多。下图的例子中,客户希望稳定显示该波形,能持续测量虚线范围内的信号的眼图,因此,可以用正宽度触发,但触发电平不得高于连续信号的最低值的位置。宽度触发应用 间隔触发根据相邻的同极性的沿的时间来触发,正到正或负到负。设定的条件也可以小于、大于、在范围内或范围外。下图的触发设置含义是:当穿越触发电平的相邻正沿之间的时间间隔在1.5us到2.5us之间时被触发。图中一定要将触发电平设置为超过欠幅的矮脉冲,否则条件永远不会满足。间隔触发条件触发条件触发是两个通道之间的关联触发。当第二个波形设定条件满足一次后,在第一个波形边沿处触发。下图的触发设置含义是:在C2的上升沿达到触发电平200mV时,触发C2的上升沿但前提是在这之前C3的电平曾超过了500mV。条件触发条件触发常被应用在DDR测试中,下图中客户为了看data信号C1的眼图,他设置为触发C3的DQS信号,但前提是要等C4的TriggerPin信号达到一定的电平。条件触发的应用 状态触发状态触发和条件触发类似。当第二个波形设定条件满足并保持该状态后,在第一个波形边沿处触发。它要求第二个波形达到某个条件之后保持该状态。下图的触发设置含义是:在C3的上升沿达到触发电平500mV时,触发C2的上升沿但前提是在这之前C2的电平超过了500mV并一直保持超过500mV的状态,而且要等到C2的上升沿有3次达到触发电平之后才触发。状态触发逻辑触发各通道信号分别同时满足所设定逻辑电平条件及所选择的逻辑关系后触发。可选逻辑条件:与(And),非与Nand),或(Or),非或Nor)。下图的触发设置含义是:C1的电平低于775mV,C2的电平高于500mV,C3的电平低于500mV,C4的电平高于350mV,它们同时满足这个条件时触发。逻辑触发漏失触发当信号最后的边沿消失了设定的时间后触发。下图的触发设置含义是:在C2的最后一个上升沿消失之后等待750ns被触发。漏失触发欠幅触发当脉冲序列的宽度不确定,大多数脉冲信号的幅值相同,但有小概率的欠幅信号时所需要采取的一种触发方式。当脉冲穿越了第一个门限电平,但在一定的时间范围内不能穿越另外一个门限电平时被触发。如下图所示。欠幅触发TV触发专门为电视信号而设计的一种触发方式,在该模式下触发电平控制不起作用。示波器使用视频信号中同步脉冲作为触发信号。TV触发有两种模式,TVF场和TL行此外,还有斜率触发和各种串行数据的触发,如I2C触发,SPI触发,CB1s触发等,不再一一讨论。值得强调的是,力科的触发设置界面的右下角都有每种触发的含义的图形表示和文字解释,提供了直观的操作界面。掌握了每种触发方式的含义有助于我们在遇到实际信号时知道该使用什么样的触发方式。想要了解更多内容可查看我们官网https://www.teledynelecroy.com.cn/,或者关注我们的官方公众号「TeledyneLecroy」。编辑于 2022-10-24 15:03示波器电路赞同 13添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录示波器基础有关示波器的各项基础指标,以及测试时需注意的
示波器基础二十问(上) - 知乎
示波器基础二十问(上) - 知乎首发于示波器切换模式写文章登录/注册示波器基础二十问(上)麦科信科技平板示波器开创者,光隔离探头创新者!目录第一问:示波器的波形代表什么意义?第二问:示波器的波形区的网格代表什么?第三问:如何进行示波器的探针补偿?第四问: 从“自动”谈起,示波器是如何设置的?第五问: 示波器设置——垂直幅度、水平时间第六问: 示波器设置——稳定波形第七问: 示波器三大关键指标——带宽第八问: 示波器三大关键指标——采样率第九问: 示波器三大关键指标——存储深度第十问:如何理解示波器的“波形刷新率”第一问:示波器的波形代表什么意义?一句话概括:水平坐标代表时间,垂直坐标代表电压(一般是电压),电压随时间变化的曲线就是示波器显示的波形。垂直坐标比较好理解,就是电压的大小。水平坐标代表时间,有很多人被绕了进去,但是只要注意以下一点就可以了:注意:示波器是一个实时工具,示波器显示的,就是当前时刻正在发生的。为什么要强调这个问题呢?因为曾经有人问我:我的示波器怎么这么慢,显示一条波形要等十几秒钟,作为电子设备,显示一条波形不是一瞬间的事么?我一看,可不要十几秒么,他设置的水平坐标长度就是十几秒。他认为这十几秒只是信号的特征,和真实时间没有关系。第二问:示波器的波形区的网格代表什么?示波器波形区水平方向网格代表时间,如图所示,当前水平方向每格是200us,方波周期为5格,即1ms,则该方波频率为1KHz;示波器波形区垂直方向网格代表电压,如图所示,当前垂直方向每格是500mV,方波幅值为4格,即2V。第三问:如何进行示波器的探针补偿?测量一个1KHz的标准方波(示波器一般会自己输出这个信号),正常的显示如下:如果出现以下这两种情况,需要进行探针补偿:调节探针补偿的位置,如下图所示:调试时注意事项:1、必须用无感螺丝刀(非金属 非导电 非导磁),一般探针里有配该工具;2、X1探针无需补偿,也不能补偿;3、调节的元件是一个可调电容,部分探针不能进行360°旋转,因此不要太用力。第四问: 从“自动”谈起,示波器是如何设置的?当我们要测试一个信号时,最简单的测试办法,就是点一下示波器上的“Auto”,不同的示波器这个按键的名称有一些差异,例如“AutoSet”、“自动”、“自动设置”等等。注意事项:一定要先把探针接到信号上再按“自动”按键。按下“自动”按键以后,示波器会根据信号的参数进行自动调节,让信号波形以合适的幅度和 时基稳定显示在屏幕上。由这里我们可以知道 示波器的 设置 包含了三个部分:垂直幅度设置、水平时间设置、稳定波形 接下来我们将逐个介绍。第五问: 示波器设置——垂直幅度、水平时间垂直幅度:信号必须以合适的幅度(即垂直方向的大小)显示在屏幕上。垂直档位过小,信号波形会超出屏幕,不能完整显示;垂直档位过大,不仅看不清楚信号的细节,看起来也不舒服;水平时间:信号必须以合适的时基(即水平方向上的时间长度)显示在屏幕上。如果时基档位过小,信号波形被拉伸的太开,也看不了完整的周期。时基档位过大的话,信号波形被压缩在一起看不了细节。第六问: 示波器设置——稳定波形稳定波形,专业上讲就是触发。只有满足一个预设的条件,示波器才会 捕获一条波形,这个根据条件捕获波形的动作就是触发。为什么要触发呢?如下图,示波器没有触发的时候,会随机抓取信号(自动模式)并生成图像,由于信号是连续不断的,随机抓取的位置并无规律,这些静态的图像逐个显示,就像放电影一样,组合在一起就形成了动态的显示,最终在屏幕上的效果就是看到波形来回滚动,如下图所示:我们设定一个条件,用一个直流电平作为参考,当信号的电压大于直流电平的一瞬间作为抓取信号的起始点,如下图所示,红色细线就是参考的直流电平,由于每次抓取图像的位置是有规律的,都是在信号的过直流电平的瞬间抓取的,所以每次抓取的信号相位一样,连续显示的时候完全重叠,看上去就是一条稳定的波形。 这就是触发最本质的意义:在设定的条件下抓取波形,而不是随机抓取。第七问: 示波器三大关键指标——带宽带宽是示波器的基本指标,和放大器的带宽一样,是所谓的-3dB点,即:在示波器的输入端加正弦波,幅度衰减为实际幅度的70.7%时的频率点称为带宽。也就是说用100MHz带宽的示波器测量 幅值为1V 频率为100MHz 的正弦波,实际得到的幅值会不小于0.707V。理解了这样的含义,我们也可以得到 上升时间和带宽 的关系,即:上升时间= 0.35/带宽。下图是示波器带宽对方波测试的影响,对比比较直接第八问: 示波器三大关键指标——采样率示波器的“采样率”,顾名思义就是“采样的速率“,也就是单位时间内将模拟电平转换成离散的采样点的速率,我们常见的采样率1GSa/S就表示 每秒采样1G个点,其中Sa是Samples的缩写。采样的过程如下图所示:理解了采样的过程和定义,那么采样率对示波器测量会有哪些影响呢?我们比较常见的奈奎斯特采样定理:当对一个最高频率为f的有限信号进行采样,采样率SF必须大于f的2倍以上才能从采样值完全重构原来的信号,这里f称为奈奎斯特频率,2f成为奈奎斯特采样率,下面用正弦波为例来模拟这个采样过程:很显然我们可以看到,两倍的采样率下得到波形还是严重失真,这对于示波器来说,还原波形是远远不够的,那对于我们来说,如何选择合适的采样率呢?这里有两个条件可以供大家参考:1、 带宽为所测方波最大频率的五倍;2、采样率为带宽的10倍。讲到这里,我们需要还提一下这个概念:最高采样率VS实时采样率一般来说,示波器的采样率指标都是指的这台示波器工作时能够达到的最高采样率。但是实际上示波器的“实时采样率”受到存储深度的限制,可能会随着示波器采样时间的增加,采样率会被迫下降,这里就需要讲到下一个指标:存储深度。第九问: 示波器三大关键指标——存储深度什么是示波器的存储深度?是示波器中所采用存储器的最大容量吗?还是示波器能够记录数据的长度? 这是一个很多人都容易误解的概念。其实示波器的存储深度是指示波器在屏幕上显示一条波形时,其波形的数据个数。我们看到的示波器屏幕上显示的波形,是由很多采样点组成的,所有采样点的个数,就是存储深度。假如一个示波器显示的存储深度是10Mpts,表示该示波器的一条波形是由10M(一千万)个采样点组成的,pts是points的缩写。另外示波器有一个重要的关系式: 存储深度=采样率 × 采样时间 我们用一张图来表示他们的关系:理解了这个关系式,那么存储深度对测量会有哪些影响呢,我们通过一个对比来体现:首先,我们给示波器加上一个 频率为1KHz,幅值为2V的方波用28M存储深度的示波器,截取一屏14S的信号放大2000倍,依然还是方波用28K存储深度的示波器,截取一屏14S的信号同样放大2000倍,得到的波形已经失真。总结:示波器的存储深度越大,保存的波形可以看到更多的细节。第十问:如何理解示波器的“波形刷新率”很多时候电路明明有小概率的故障,但是接到示波器上看波形却完全“正常”,你就可能纳闷了,我的采样率这么高,为什么抓不到故障波形呢。其实这里不是示波器的采样率不够,而是示波器的波形刷新率不够。如何理解示波器的波形刷新率?形象化:我们把示波器比作一个给波形拍照的录像机。波形是连续的,时时刻刻都在发生,而录像机拍摄的只是图片,是瞬间。哪怕机器一秒钟能拍一百万次,但是两次拍摄之间还是会漏掉一些波形,我们为了看到更接近真实的波形,就要求一秒钟内拍摄更多的照片,这样才会更有可能看到百万分之一概率的异常信号。原理化:示波器从采集信号到屏幕上显示出信号波形的过程,是由若干个捕获周期组成的。一个捕获周期包括采样时间和死区时间,模拟信号通过ADC采样量化变转为数字信号同时存储,整个采样存储过程的时间称为采样时间。示波器必须对存储的数据进行测量运算显示等处理,才能开始下一次的采样,这段时间称为死区时间。死区时间内,示波器并没有进行波形采集。当一个捕获周期完成就会进入下一个捕获周期。捕获周期的倒数就是波形刷新率,示意图如下所示:所以我们可以看出:刷新率比较低的示波器,死区时间一般都会很长,而有效捕获时间占不到一个捕获周期的1%,也就意味着99%的时间内示波器是不捕获的,二是在做运算。总结:示波器刷新率越高,越有利于我们观察到信号中的异常成分。发布于 2020-03-31 11:07示波器波形电子技术赞同 1162 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录示波器分享示波器相
怎样理解示波器的触发原理? - 知乎
怎样理解示波器的触发原理? - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册信号硬件示波器波形Multisim怎样理解示波器的触发原理?现在只是只用示波器的简单功能,对上升沿或者下降沿做触发信号没有什么概念。示波器的触发到底是怎样的原理?有没有比网上更加容易理解的描述?关注者87被浏览75,896关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享25 个回答默认排序是德科技 Keysight Technologies已认证账号 关注在电子行业中,不论研发、测试还是生产环节,都随处可见示波器的踪影。这是因为,“毛刺”、“欠压”、“错码”等曾经令人苦恼万分的这些问题,到了示波器这位猛将面前统统迎刃而解。触发是示波器非常重要的功能。什么是触发?即使用者设定一个条件,当被测信号 满足该条件的时候,示波器被激励而捕获当前的波形。示波器的入门可谓十分轻松,每一位刚接触示波器的初学者,都可以用Auto Scale(自动定标)功能轻易地捕捉到波形。Auto Scale所用的是最基础的“边沿触发”,它可捕获 25 Hz 以上频率、大于 0.5% 的占空比和大于 10 mV 峰峰值电压幅度的重复波形。当信号不满足上述要求或想要捕获波形中的“毛刺”“欠压”“错码”等信息时,用 Auto Scale 就无能为力。此时,需要用到其他的“高级”触发模式。是德科技的示波器有诸多触发类型可供用户选择,本文将以MSOX4154A 示波器 为例进行介绍。MSOX4154A 一共有11类触发:边沿触发、依次按边沿触发、脉冲宽度触发、码型触发、或触发、上升/下降时间触发、第N个边沿触发、矮脉冲触发、建立和保持触发、视频触发、串行总线触发。入门级的 Auto Scale 所采用的“边沿触发”,通过查找波形上的指定沿(上升沿或下降沿等)和电压电平来识别触发。比如向示波器通道1输入一个正弦波串,希望在波形的上升沿触发。利用“边沿触发”,选择触发源为通道1;选择斜率为上升沿;并调整Trigger Level(触发电平)。如 图<1>,图<1> 边沿触发“边沿触发”可以捕获到被测信号电平开始变化时候的波形,那么如何捕获一段信号结束时候(如 图<2>)的波形呢?例如,您想观察电源关断输出瞬间的波形变化。“边沿触发”显然是无法完成这项工作的。这时需要用到“码型触发”。我们只需要设置触发条件为波形停止(码型为0)1.06ms 后(时间限定超时>1.06ms)触发,就可以成功捕获该波形:图<2> 码型触发当我们获得了如图<3>的长波形,发现其中有很多幅度异常的波峰,想要抓取这些幅度异常的波形,就需要用到“矮脉冲触发”。图<3>例如晶振厂家,在验证晶振频率的同时,还需要关注其电平信号大小,是否准确。 如上图所示是一个晶振生成的的几个脉冲串。如图<4> ,在途中红色圈中电平值明显与信号标准电平不同,我们需要关注哪些信号?不同的电平持续时间又是怎样的?这些问题可以交给“矮脉冲触发”来完成。“矮脉冲触发”可以捕获到该“欠幅”的波形,在此基础上再调整“限定符”,可以分别捕获到脉宽不同的“欠幅”波形,如图<5> 图<6>图<4> 矮脉冲触发图<5> 矮脉冲触发 限定符<387ns图<6> 矮脉冲触发 限定符>387ns下面我们来看下违规测试,这就涉及了另一种触发模式“建立和保持时间”。首先我们要明确什么建立时间和保持时间。数据从一个器件传递到另一个器件时通常使用时钟信号进行同步。而数据信号在时钟信号出现前必须要保持稳定一段时间,这样是为了确保时钟采样稳定、准确、可靠,这段时间是必要的建立时间(setup time)。另外,数据信号还需要在时钟沿出现后保持一定的时间,这个时间称之为保持时间(hold time)。 我们知道了这两个时间的概念后,在理解建立和保持时间触发就容易多了。对于同步时钟与信号之间的建立时间和保持时间,不满足条件的区域我们称为违规区域,如何捕捉到这些违规信号呢?对于示波器来说这是个简单的事情:借助触发功能,设置相应的建立时间、保持时间,完成违规捕获任务。是德科技的示波器内置的“建立和保持触发”可以轻松得到建立时间和保持时间的容限。如图<7>,示波器成功捕获到了建立时间<25ns的波形。图<7> 建立和保持触发如果在做抽样检测时, 质检员想随机排查产品故障,特别是当某一信号条件达成后,延迟一段时间后的某一边沿的波形,就可以用到“依次按边沿触发”,如图<8>,当ch1的脉冲上升沿来到后,示波器成功捕获到了延迟 4ns 后 ch2 中满足 Trigger Level 的第四个上升沿的波形。图<8> 依次按边沿触发和“依次按边沿触发”类似的,还有“第N个边沿触发”,可以捕获到当信号闲置一段时间后的波形,如图<9>,示波器成功捕获了信号中时间超过 4us 后的满足 Trigger Level 的第 2 个上升沿。 示波器的这种边沿触发在实际工作中发挥着巨大的作用,快速准确发现问题。图<9> 第N个边沿触发除此之外,是德科技 MSOX4154A 示波器还支持“视频触发”和“串行总线触发”。“视频触发”适用于 NTSC 和 PAL 标准的、以视频 IRE 单位进行的光标测量。通过DSOX4VID 选件,将提供多种 HDTV 触发标准,例如480p/60、567p/50、720p/50、720p/60、1080i/50、1080i/、1080p/24、1080p/25、1080p/30、1080p/50、1080p/60等。“串行总线触发”的选件非常丰富。您可以根据测试需求选择I2C、SPI或RS232或CAN、LIN等等触发和解码功能。本文介绍的是 InfiniiVision 系列示波器的触发功能。好消息是所有这些功能都可以在售后进行升级,最大限度保护您的投资。另外,Infiniium平台的示波器具有更多触发类型,例如USB 3.0、JTAG、PCIe、SATA、MIPI等高速总线,这里就不一一介绍了。以上触发都需要设置条件,操作人员需要了解波形特征、熟悉示波器的菜单。因此,对示波器新手是一项挑战。有没有一种更快、更便捷的触发呢?用那句形象的广告语“哪里不会点哪里”,而我们的示波器可以让你 “哪里不对点哪里”。InfiniiScan Zone 触摸触发提供了完整的触发解决方案。您只需在屏幕上观察感兴趣的信号并在它周围绘制一个区域 (方框)。过去需要几个小时才能完成的工作现在只需要短短几秒钟。如果您想把区域移动到其它位置,只需将它们拖放到目的地即可。4000 X和3000T 系列经过简单设置后,可以在任何一个区域必须交叉或不得交叉的条件下,在一个或两个区域方框上同时触发。InfiniiScan Zone 触发不会影响波形捕获率;即便启用更多的特性,4000X和3000T系列仍将保持每秒 200,000 个波形以上的超快捕获率。换句话说,示波器可以轻松地在任何事件上进行触发,查看信号的所有细节。有了如此多种多样的触发种类,是不是所有信号中的偶发问题信号都能被示波器捕获到呢?很遗憾,答案是否定的。那么为何捕获不到?请看下文分解:在调试新设计时,波形和解码更新速率极为重要,尤其是当您尝试找出并调试偶发问题时,这是最难解决的问题。更快的波形和解码更新速率可提高示波器捕获偶发事件的几率。要知道这是为什么,首先您必须了解什么是示波器的"死区时间"(有时也称为"盲区时间")。如图<10> 所示,所有示波器都具有"死区时间",即指示波器两次采集(即示波器处理上一个捕获波形,并将其显示在示波器显示屏上)的间隔时间。在此处理过程中或死区时间内,示波器基本上"无视"您正在调试的设计中出现的任何信号活动。请注意,图<10>中突出显示的毛刺发生在示波器的死区时间内。在两次示波器采集周期之后,这些毛刺将不会在示波器屏幕上显示。图<10> 示波器死区时间和显示采集时间当您知道设备的更新速率时,可轻松确定示波器的死区时间百分比。示波器的死区时间百分比等于示波器采集周期时间减去屏幕上采集时间得出的值,再除以示波器采集周期时间的比率。示波器的采集周期时间是示波器波形捕获率的倒数,必须根据所用的特定设置条件进行测量。以下方程总结了示波器的死区时间百分比的计算方法:% DT = 示波器的死区时间百分比= 100 x [(1/U) – W]/(1/U)= 100 x (1 – UW)其中U = 示波器的捕获率W = 显示采集窗口 =时基设置x 10由公式可见,示波器的捕获率 U和 显示采集窗口 W 直接影响了示波器的死区时间,从而直接影响示波器是否可以抓取到更多的“不良”信号。示波器的显示采集窗口 W各个厂家都相差不多,所以示波器的捕获率 U成了决定示波器捕获“不良”信号能力的根本因素。通常,CPU 处理是示波器波形捕获率和响应性的主要瓶颈。CPU 一般负责处理波形内插、逻辑通道绘图、串行总线解码、测量等工作,而随着这些功能的启动,波形捕获率会显著下降。是德科技 3000X 和 4000X 系列示波器采用了专有技术MegaZoom IV 智能存储器 ASIC 处理大部分核心运算,只需要 CPU 提供最少的支持。因此,能提供业界领先的100万个波形/秒的捕获率,使您能够以最高概率捕获随机和偶发事件。图<11> MegaZoom IV 智能存储器 ASIC当示波器采集、处理数据并在屏幕上绘制数据图形时,不可避免存在“死区时间”。波形捕获率越快,死区时间越短。死区时间越短,示波器越有可能捕获到异常和偶发的事件。因此,如果找出并调试随机和偶发问题对您来说非常重要,那么在选择测量所用的示波器时,必须考虑波形捕获率这个因素。通过以上的描述,相信您对示波器触发方式有一定的了解。在工作中,要根据自己波形的特点来选择适合的触发类型。是德科技的示波器拥有丰富多样的触发类型,以及业界最高的波形捕获率,一定能让您在您的工作中所向披靡,能他人所不能。如需更多详情,请登陆是德科技官方网站:发布于 2021-07-07 14:22赞同 131 条评论分享收藏喜欢收起学海无涯不积跬步,无以至千里 关注示波器接地良好,反而容易炸机?用错电源线导致炸机这天隔壁桌同事王工正在用示波器测试板子,板子上电之后,示波器的探头炸了!原来他正在用示波器探头测量市电整流后的310V电压,电源线是3芯带接地的电源线,而实验室的插座都是已经良好接地的。示波器本来用的是2芯(去掉接地插片)的电源线。普通国标插头的最上面一个插片是接地线,是接大地的,而市电的零线实际上在发电厂端也是接大地的。可以认为3芯插头最上面的接地插片是和零线等同的,实际可能会根据不同负荷有3-10几伏的电压差。原理分析下图简单画了个同事用示波器测量板子的示意图。那么示波器按图中接入待测电路的后,发生了什么呢?因为3芯电源线最上面的插片是接零线的,当探头接入待测电路后,交流电的正半周时,电流流向如下图:上图,交流电正半周时,电流流向无异常,市电通过示波器的接地探头回流到零线,接下来再看看,交流电的负半周时电流流向,如下图:因为3芯电源线最上面的插片是同零线等电位的,可以据此画出上图的交流电负半周的电流流向,可以看出,市电火零线被短路了,火零线之间只有一个二极管的阻抗。再加上王工的这块板子上的保险管被焊锡丝给短接了,所以出现了上面说的炸机现象。如何避免为了避免这个问题,我们可以用隔离变压器供电,或者将电源线的接地线给拔掉,但这样做可能会有以下问题,示波器的金属部分一般都是和3芯线接地线相连的,当你把3芯线的接地插片给断开后,如下图:因为接地的断开,两个Y电容的中点会带有110V的电压,因此当人触摸到示波器的金属部分会有瞬间被放电的感觉。最好的方法是使用高压差分探头,前提是不差钱。而且上电测量前,如果不了解电路的话,最好用万用表测量下待测电路的地和示波器探头的地之间有没有电压差,如果测量结果不为零,则不能用示波器的地线直接夹在待测电路板上的地。而且如果这样做的话,触摸到示波器的金属部分会有触电风险,因为示波器的地线夹和示波器的金属部分是相连的,一旦地线夹夹在待测电路板上的热地,示波器的金属部分同样会带电。总结交流电源的零线是在变电所接地的,示波器探头的GND是通过大地连接到远端变电所的零线。此时被测设备如果没有用隔离变压器隔离,那么电流会通过示波器探头GND流向大地,造成板子或者示波器的损坏。最简单的方法大概就是2芯电源线,这样就不会烧板子或者示波器了。编辑于 2021-11-12 14:27赞同 71 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