示波器的三种触发模式详解

波器的三种触发模式详解
⼀、什么是的触发模式?
⽰波器的“触发”就是使得⽰波器的扫描与被观测信号同步,从⽽显⽰稳定的波形。为满⾜不同的观测需要,需要不同的“触发模式”。⽰波器的基本触发模式有三种:
第⼀种是“⾃动模式(AUTO)”,在这种模式下,当触发没有发⽣时,⽰波器的扫描系统会根据设定的扫描速率⾃动进⾏扫描;⽽当有触发发⽣时,扫描系统会尽量按信号的频率进⾏扫描,所以在这种模式下不论触发条件是否满⾜,⽰波器都会产⽣扫描,都可以在屏幕上可以看到有变化的扫描线,这是这种模式的特点。
第⼆种是“正常模式/常规模式(NORM)”,这种模式与⾃动模式不同,在这种模式下⽰波器只有当触发条件满⾜了才进⾏扫描,如果没有触发,就不进⾏扫描。因此在这种模式下如果没有触发的话,对于模拟⽰波器会看不到扫描线,屏幕上什么都没有,对于数字⽰波器会看不到波形更新,不了解这⼀点常常会以为是信号没连上或什么其他故障。
第三种是“单次模式(SINGLE)”,这种模式与“正常模式”有点类似,就是只有当触发条件满⾜时才产⽣扫描,否则不扫描。⽽不同之处在于,这种扫描⼀但产⽣并完成后,⽰波器的扫描系统即进⼊⼀种休⽌
状态,即使后⾯再有满⾜触发条件的信号出现也不再进⾏扫描,也就是触发⼀次只扫描⼀次,即单次,必须通过⼿⼯的⽅法将扫描系统重启,才能产⽣下⼀次触发。显然,对于普通模拟⽰波器⽽⾔在这种模式下您经常会发现什么也看不到,因为波形⼀闪⽽过,⽰波器不能将其保留,在多数场合这种模式没有什么⽤。以上三种触发模式是绝⼤多数⽰波器都会提供。
⼆、在实际中该如何选择和使⽤呢?
在实际使⽤中,不同触发模式的选择要依据被观测信号特性和要观测的内容作出判断,并没有什么固定的规则,⽽往往是⼀个交互的过程,即通过选择不同的触发模式了解信号的特性,⼜根据信号的特性和想要观测的内容选择有效的触发模式。在这个过程中最重要的是要理解不同触发模式的⼯作机制,了解被观测信号的特点以及明确所要观测的内容。
⼀般来说,在对信号的特点不是很了解的时候,应该选择⾃动模式,因为这时不管信号是什么样⽰波器都会扫描,您⾄少能在屏幕上看到⼀些东西,那怕仅仅是扫描线也好,⽽不会什么都没有。
有扫描线后可以通过调节垂直增益、垂直位置、时基速率等参数“到”波形,然后通过选择触发源、触发边沿、触发电平等稳定波形。对于模拟⽰波器来说,只要信号是周期性的,其频率在适合相应⽰波器观测的范围内并且不太复杂的话,通过这样的步骤⼀般能达到对信号的⼤体了解,然后根据需要可作进⼀步的观测。
对于正常模式,许多朋友可能会觉得与⾃动模式在观测效果上没有什么区别,常常有这样的情况,将触发模式在⾃动与正常之间切换,屏幕波形并没有什么变化,不过这种情形往往只发⽣在被观测信号是⼀些⽐较简单的周期性信号的情况下。正常模式的作⽤在于观测波形的细节,特别是对于⽐较复杂的信号,例如视频同步信号。为什么这样说呢?
这是因为为了观测细节,我们必须将时基扫描速率调⾼,以便将波形展开。⽽当我们这样做的时候,就会使得被观测信号的频率相对于⽰波器扫描速率⽽⾔变低,也就是说,在两次触发之间⽰波器可能会作很多次扫描。
在这种情形下,如果这时我们选择的是⾃动模式,则⽰波器会实际进⾏所有这些扫描,其结果是使这些扫描(它们不是由触发产⽣)所对应的波形与触发扫描所对应的波形⼀起显⽰,造成显⽰波形的混叠,因⽽不能清晰地显⽰我们想看的波形。
⽽如果我们选择的是正常模式,则这些在触发之间的扫描⽰波器实际不会进⾏,只进⾏那些因触发⽽产⽣的扫描,因⽽只显⽰我们想看到的与触发相联系的波形,从⽽使波形会⽐较清晰,这就是正常触发模式的功⽤。
图1 是这种情况的图解,在图1 中,左侧上⽅是被观测的波形,下⽅是扫描波形,右侧是波形的显⽰。图1a中扫描速率较低,不便于观察波形的细节;图1b将扫描速率提⾼,采⽤⾃动触发模式,这时显⽰
的波形是不清晰的,有混叠现象;图1c中的扫描速率与图1b相同,但采⽤正常触发⽅式,仅在有触发时才进⾏扫描,因⽽显⽰清晰的波形。
以上我们简述了⽰波器的基本触发模式以及它们在实际使⽤中的考虑,以期对初学者掌握⽰波器有帮助。除了本⽂所讨论的内容外,⽰波器的其他参数的调节也⾮常重要,使⽤者⼀⽅⾯要对各种参数调节的含义有清晰的理解,另⼀⽅⾯也要了解被观测信号的特性和明确所要观察⽬标,才能真正有效使⽤⽰波器达到的⽬的。
Part 2 如何⽤好并且⽤活⽰波器? 本⽂作者是⼀位长期在⼀线使⽤⽰波器的有经验的电源⼯程师。以此⾝份,他提出在使⽤⽰波器的过程中要注意⼀些细节,包括:在使⽤前对⽰波器进⾏⾃校准,对探头进⾏补偿;测量电源纹波时要限制带宽,去掉探头"帽⼦"和地线夹;测量电源的源、副边时不能同时使⽤⽆源探头。
本⼈从事电源⾏业有5-6年了,⽰波器就相当于我的左右⼿。没有它就感觉什么都做不了。有它的存在,能让我能很顺利完成很多项⽬设计和问题分析。对于我来说,⾛到今天,它的功劳是不可替代的。对于电源⼯程师来说,⼀旦有产品有问题就需要抓波形,抓时序,测试准确数值,以帮助⼯程师分析、处理。以事实说话,看波形说话。如何使测试的数据准确和可靠是⾮常重要。准确的数字能够帮助我们,⽽失真的波形和数值只能误导我们,让我们背道⽽驰,让我们失去⽅向,多做很多⽆⽤功。
细细想想,⾃⼰虽然在⽰波器⽅⾯不是研究的那么精通,但是也看过不少关于⽰波器的⽂章,实践中碰到不少问题,解决了不少问题,⼀路过来还是有点经验可以和⼤家分享的,希望对⼤家能有所帮助。如果写的不好,请⼤家见谅。
我常常看到很多⼩公司⽤的⽰波器过于低端,带宽低,采样率底,认为能抓到波形就⾏,认为没有必要买那么好的⽰波器,并且认为⽰波器操作简单,没有那么多规范。看到他们对⽰波器的操作,不做测试之前的准备,拿起来就⽤,其实那样做是不正确的,可能往往就是这个操作不正确导致测试结果失真,影响分析。即使⼀ 些很资深的⼯程师可能也不会注意到⼀些细节。不少⼯程师对⽰波器的认识度⽋缺,如何更好的使⽤⽰波器还是有待提⾼的。下⾯就以我见到的很多⼯程师常犯的问 题予以纠正,分享⼀下我掌握的⼀些知识。
1.很多⼯程师直接拿起探头就测试,根本不去检查探头是否需要补偿,⽰波器是否需要校验。只有在⼀些⼤公司或经过培训的⼯程师才会在使⽤前做准备⼯作。⽰波器使⽤前需要⾃校准和需要探头补偿调节,执⾏这种调节是使探头匹配输⼊通道。
⾸次操作仪器时以及同时显⽰多个输⼊通道的数据时,可能需要在垂直和⽔平⽅向上校准数据,以使时基、幅度和位置同步。例如,发⽣明显温度变化(> 5°)时就需要进⾏校准。
1.从通道输⼊上断开任何探头或。确保仪器运⾏并预热⼀段时间。R File(⽂件)菜单中,选择Selfali
gnment(⾃校准)。
2.在Control(控制)选项卡上,点击Start Alignment(开始校准)。
3.R alignment state(整体校准状态)字段中。每个输⼊通道各个校准步骤的结果会显⽰在Results(结果)选项卡中。 探头补偿调节的操作步骤如下:1.将⽰波器探头连接到通道,按前⾯板上的PRESET(预设)按键(左侧⾯板设置区域中)。将探头信号端和参考地连接到⽰波器⾯板上的参考输出,然后按 Autoset(⾃动设置)。如果使⽤探头钩式前端附件,请将信号针前端牢固连接在探头上,确保正确连接。如组图⼀所⽰:
组图⼀ 探头补偿调节
2.检查所显⽰波形的形状。可能会出现的情况如图⼆。
图⼆ 补偿过度,不⾜和正确补偿
过度和不⾜都需要调节探头。以能更好的测试准确值。
3.如果波形不正确,请调整探头。如下图三所⽰,直⾄波形为上⾯的补偿正确波形。
图三 补偿探头⽅法
以上两点看似简单,但往往是⼯程师忽略的。为了使测量更精确,请⼀定要注意检验。这两个校准功能在任何⽰波器都应该有。
2 测试电压纹波
很多电源⼯程师在纹波的测量的时候,也不会关注那么多,想当然的测试。⽰ 波器的使⽤⽅法不同导致测试的结果差异很⼤。如下组图四和组图五,对于同⼀个产品同⼀个,由于测试⽅法的差异,导致测试结果的差异很⼤。纹波对于电 源来说是个重要参数,但是由于⾃⼰的操作问题⽽导致做测试不通过,⼜浪费⼤量的⼈⼒和成本去整改是很不值得的。便携式示波器
有时候您的客户由于对仪器的使⽤和注意不够,导致测试的数据错误。但是⾃⼰这边产品⼜是没有问题的,弄的怎么说也说不通,以⾄于客户还以为是在欺骗他们,所以测试⽅法很重要。注意这些细节,可以节省很多时间,让⾃⼰的能⼒更上⼀层。
⽰波器测试的值本⾝就存在误差的(这⾥我就暂时不讲解了)。现在很多公司要求测试波形图的值作为判定依据。其实⽰波器只是测试电压随着时间变化的过程, 主要是调试中捕获波形。具体测量直流电压有效值额度准确度还不如的值。⽰波器的直流精度的指标标定也是以做参考的。但是越来越多公司和⼯ 程师以⽰波器的值当作真实值,那么我们就只能尽⼒做倒是测试误差最少。
下⾯是测试纹波的图解和分析:
组图四
组图五
组图四的测试纹波的结果值3.9921V⽐图五0.126V⼤很多,但是组图四的测试值是不真实的。问题分析:其实产品没有问题。只是测试⽅法有问题⽽已。现在我们就来指出问题点:
第⼀个错误是使⽤了长的接地线。
第⼆个错误是将探头形成的环路和接地线均置于和元件附近。
第三个错误是⽰波器探头和输出之间存在多余。
由于这些不注意,导致拾取了很多⾼频信号,的磁场,开关的电场,以⾄于⽰波器抓出来的波形有⾼频杂讯掺杂在⾥⾯显⽰出来。
第四个错误是量程太⼤。
准确地测试纹波需要做到:
使⽤带宽限制来测量纹波,以防⽌拾取并⾮真正存在的⾼频杂讯。⽰波器带宽设置为20M即可。去掉
探头"帽⼦"和地线夹,以防⽌长地线形成的天线效应。⽤ 近地线缠绕在探头和地之间。罗德与施⽡茨公司有专门提供配套的短地线。可以考虑在信号与地之间并联⼀个0.1uf和⼀个10uf电容做去耦。电容的N 脚的长短也影响了测试的值。

本文发布于:2024-09-24 09:19:44,感谢您对本站的认可!

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标签:波器   波形   触发   测试   模式   探头   信号
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