示波器是以圖形方式顯示變化的電壓信號(hào)的電子測(cè)量?jī)x器，通常是一個(gè)或多個(gè)信號(hào)隨時(shí)間變化的二維圖像，被譽(yù)為“電子工程師的眼睛”。如果要穩(wěn)定觀察、顯示示波器波形，捕獲特點(diǎn)信號(hào)事件，觸發(fā)(Trigger)則是關(guān)鍵因素。所以充分理解觸發(fā)的概念、原理以及設(shè)置方法是有效使用示波器的前提。

自20多年前RIGOL誕生以來，RIGOL示波器也從最初的模擬觸發(fā)轉(zhuǎn)向全面數(shù)字觸發(fā)，示波器觸發(fā)功能不斷豐富和增強(qiáng)。本文將和大家一起探究示波器的“觸發(fā)”的來龍去脈——

01、什么是觸發(fā)？

觸發(fā)是按照需求設(shè)置一定的電壓幅值、時(shí)間、波形變化率等方面的條件，當(dāng)波形數(shù)據(jù)流中的某一個(gè)波形滿足設(shè)定條件時(shí)，示波器實(shí)時(shí)捕獲該波形和其相鄰部分，并顯示在屏幕上。只有穩(wěn)定的觸發(fā)才能有穩(wěn)定的顯示。觸發(fā)也是發(fā)現(xiàn)問題之后定位問題的最重要手段，善于使用觸發(fā)能輕松定位出您想尋找的信號(hào)。

02、觸發(fā)的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)

示波器從誕生開始經(jīng)歷了模擬示波器和數(shù)字示波器兩個(gè)主要階段。模擬示波器中的觸發(fā)系統(tǒng)是我們了解觸發(fā)相關(guān)內(nèi)容很好的起點(diǎn)。那我們從模擬觸發(fā)基本概念中最主要的比較器電路開始。

單限比較器

只有一個(gè)參考電平，且參考電平為GND（0電平）的簡(jiǎn)單比較器，被稱為單限比較器。如下圖所示：

▲典型單限比較器示意圖

當(dāng)單限比較器的輸入信號(hào)大于參考電平，則輸出正"﹢"，否則輸出負(fù)"﹣"，這個(gè)參考電平就是觸發(fā)功能中的關(guān)鍵參數(shù)“觸發(fā)電平”。

Vo = -Vsat   @ Vi < Vt

Vo = 0        @Vi = Vt

Vo = +Vsat  @Vi > Vt

但是由于單限比較器只有一個(gè)觸發(fā)電平作為臨界電壓，所以輸入信號(hào)的波動(dòng)或噪聲產(chǎn)生多次穿越臨界電壓的情況，會(huì)導(dǎo)致誤觸發(fā)，使輸出產(chǎn)生不正確的轉(zhuǎn)換。

為解決誤觸發(fā)的問題，就需要使用遲滯比較器。

遲滯比較器

在單限電壓比較器的基礎(chǔ)上引入正反饋網(wǎng)絡(luò)，就組成了具有雙門限值的遲滯比較器，如下圖所示。

▲遲滯比較器示意圖

遲滯比較器具有兩個(gè)參考電平作為觸發(fā)電平，VTH和VTL。當(dāng)輸入電壓高于VTH時(shí)，比較器輸出高電平，當(dāng)輸入電壓低于VTL時(shí)比較器輸出低電平，當(dāng)輸入電壓在VTH和VTL兩者之間時(shí)，則保持原來的輸出不變。

▲遲滯比較器的輸入輸出特征圖

遲滯比較器解決了輸入信號(hào)的波動(dòng)或噪聲導(dǎo)致誤觸發(fā)的問題。遲滯比較器兩個(gè)比較電平VTH和VTL之間形成“遲滯區(qū)間”，由于遲滯區(qū)間的存在，輸入波形噪聲和毛刺導(dǎo)致多次穿越臨界電壓的情況下，仍能維持輸出信號(hào)的穩(wěn)定，如下圖所示：

▲遲滯區(qū)間

遲滯區(qū)間區(qū)間越大對(duì)噪聲的抑制能力越強(qiáng)，反之則越小。但遲滯區(qū)間并不是越大越好，會(huì)導(dǎo)致觸發(fā)遲鈍，對(duì)信號(hào)的變化不敏感。這就是在觸發(fā)系統(tǒng)中另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)“觸發(fā)靈敏度”，觸發(fā)靈敏度體現(xiàn)了觸發(fā)對(duì)信號(hào)噪聲的敏感程度。

03、為什么需要觸發(fā)？