在上期文章《RIGOL技術站 | 示波器的觸發功能》一文中,小編介紹了示波器觸發的原理、概念、重要性等知識,對示波器的觸發功能有了初步的了解和認識。本篇文章小編將繼續為大家介紹模擬觸發、數字觸發及數字觸發的幾種不同類型,充分了解示波器的觸發功能,以便在測量的過程中更好地幫助工程師!
01、觸發的實現
數字示波器主要由以下幾個部分組成:
· AFE模擬前端電路:主要包括衰減器和放大器,用于信號調理;
· ADC模數轉換器:將探測的模擬信號轉換為數字域處理信號;
· Trigger觸發單元:將捕獲用戶設置的觸發事件;
· Timebase時基:控制采樣時間,觸發位置處理;
· 波形數據處理:完成數字波形的采樣,獲取,存儲和數據處理;
· 顯示處理:完成波形繪制,波形相關的運算,分析等功能。
數字示波器的觸發也存在模擬觸發和數字觸發兩類,數字觸發與模擬觸發最主要的差異在于觸發數據的來源不同:
· 模擬觸發的數據來自模擬前端,因此觸發單元處理的是模擬信號;
· 而數字觸發的數據來自模數轉換器ADC,觸發單元處理的是經過ADC量化處理后的數字信號。
模擬觸發和數字觸發由于數據來源和類型不同,因此處理原理也就有差異。其基本的原理框圖如下:
▲數字示波器-模擬觸發
▲數字示波器-數字觸發
模擬觸發
模擬觸發有一些不足之處,其中觸發抖動是影響觸發穩定度的重要因素。下圖是一個模擬觸發系統觸發波形的典型效果,從圖中我們可以看到,由于信號觸發位置不固定,存在觸發抖動。
▲模擬觸發系統觸發波形
造成模擬觸發系統存在抖動的原因,主要有以下3個因素:
· 路徑誤差
在“數字示波器-模擬觸發”框圖中,可以看到被測信號經過了采樣和觸發兩條路徑,路徑上的噪聲干擾和延遲抖動存在差異。因此ADC得到的數據和觸發單元得到的數據存在差異;
· 量化誤差
由于ADC模數轉換器固有的量化誤差和采樣失真,會使得ADC轉換后的數據和真實數據存在偏差;
· 比較器誤差
在模擬觸發中,信號與比較器比較門限進行比較,由于模擬器件的特性,無法給出精確的邊沿時刻。
因此,模擬觸發輸出的觸發信號無法精確地指示ADC采樣后的數據的觸發位置,最終在顯示波形時,表現為波形觸發位置抖動,如下圖所示:
▲模擬觸發-觸發抖動示意圖
數字觸發
與模擬觸發不同,數字觸發的觸發數據直接使用ADC采樣后的數據,因此,采樣和觸發單元處理的是相同的數據。數字觸發技術使用數字信號處理方法進行觸發比較和位置測定,可以精確地捕獲觸發事件,并輸出精細的觸發位置。下面介紹幾種常見的數字觸發技術。
邊沿觸發