先進(jìn)數(shù)字觸發(fā)

　　PicoScope 6軟件和PicoScope示波器具有一系列先進(jìn)觸發(fā)類型，使你能夠捕獲穩(wěn)定波形，即使是復(fù)雜信號(hào)。這使它們特別適用于診斷模擬和數(shù)字電路內(nèi)的毛刺、定時(shí)違規(guī)、過(guò)電壓和漏失。

　　首先我們將回顧簡(jiǎn)單的邊沿觸發(fā)和它的局限性，然后我們將探索先進(jìn)觸發(fā)所提供的可能性。

　　作為示波器用戶，你一定熟悉所有儀器都有的標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)類型。PicoScope 6叫這為簡(jiǎn)單邊沿觸發(fā)，當(dāng)你激活觸發(fā)時(shí)默認(rèn)使用它。示波器監(jiān)測(cè)進(jìn)入的信號(hào)并且等待電壓上升高于(或者下降低于)設(shè)置的閾值，然后促成示波器捕獲和顯示波形。這種方法適用于信號(hào)包含重復(fù)性脈沖或者周期例如純正弦波或方波中的那些。

　　簡(jiǎn)單的邊沿觸發(fā)有一組基本選項(xiàng)：信號(hào)源 (A、B、C、D、EXT、AUXIO)，邊沿方向(上升或下降)和閾值電壓。

　　配置簡(jiǎn)單邊沿觸發(fā)

　　PicoScope 6讓你避免先進(jìn)觸發(fā)的復(fù)雜性，除非你真的需要用它們。我們首先看看觸發(fā)模式控件和簡(jiǎn)單邊沿觸發(fā)類型。

　　觸發(fā)模式控件

　　觸發(fā)模式控件告訴示波器是否需要等待觸發(fā)條件和之后做什么。無(wú)、單發(fā)、重復(fù)和自動(dòng)觸發(fā)模式和其它示波器上的一樣。根據(jù)PicoScope型號(hào)和時(shí)基設(shè)置，也有特定模式例如快速和ETS(等效采樣)。  

　　標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)控件

　　通道、上升沿、下降沿和閾值控件讓你設(shè)置簡(jiǎn)單邊沿觸發(fā)。有經(jīng)驗(yàn)的示波器用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)這些控件很熟悉，即使他們以前沒有用過(guò)PicoScope。

　　觸發(fā)點(diǎn)顯示為黃色菱形。它指示信號(hào)上升超過(guò)0.8 V閾值電壓的時(shí)間點(diǎn)。這種方法很好地顯示出是否所有脈沖都有相同的形狀和相等的間距。

　　該方波表現(xiàn)電路例如晶振和鎖相環(huán)路產(chǎn)生的最簡(jiǎn)單的信號(hào)類型。大多數(shù)信號(hào)比這更復(fù)雜。

　　在這個(gè)波形中，脈沖有不相等的寬度。如果我們使用單發(fā)觸發(fā)模式，該示波器會(huì)抓取它看到的第一個(gè)上升沿。在這例子中我們剛好捕捉到最短脈沖的上升沿，但是示波器能夠很容易在任何其它上升沿啟動(dòng)捕獲。如果我們要尋找窄脈沖，它在每百萬(wàn)個(gè)正常脈沖中只發(fā)生一次，那么我們用這種“抓鬮式”方法，很幸運(yùn)找到它。

　　在自動(dòng)或重復(fù)觸發(fā)模式下，示波器每秒連續(xù)捕獲很多次。右圖顯示很多個(gè)波形重疊，同樣你能看到是否刷新率足夠快。這種顯示類型對(duì)于我們想要看到脈沖隊(duì)列中包含的數(shù)據(jù)用途不大。

　　簡(jiǎn)單邊沿觸發(fā)的主要意義在于：如果我們想要可靠地找到罕見事件，例如窄脈沖隱藏在一長(zhǎng)串更寬的脈沖中，我們就需要更強(qiáng)大的觸發(fā)類型。  

　　現(xiàn)有哪些先進(jìn)觸發(fā)類型?

　　現(xiàn)有以下觸發(fā)類型：

　　先進(jìn)觸發(fā)按鍵是關(guān)鍵控件，讓你為先進(jìn)觸發(fā)設(shè)置條件。  

　　點(diǎn)擊該按鍵打開先進(jìn)觸發(fā)對(duì)話框。如果該按鍵變灰色，你正在使用的觸發(fā)模式(ETS，例如)不兼容先進(jìn)觸發(fā)。

　　先進(jìn)觸發(fā)對(duì)話框

　　該對(duì)話框讓你設(shè)置先進(jìn)觸發(fā)。簡(jiǎn)單邊沿觸發(fā)也出現(xiàn)在這里：選擇它關(guān)掉先進(jìn)觸發(fā)。

　　在這個(gè)列表和系列選項(xiàng)中選擇一種先進(jìn)觸發(fā)類型，圖解和說(shuō)明會(huì)出現(xiàn)在對(duì)話框的主區(qū)域。  

　　先進(jìn)邊沿觸發(fā)提供標(biāo)準(zhǔn)上升、下降和雙邊沿條件。雙邊沿觸發(fā)讓你同時(shí)檢查寬度和正負(fù)脈沖的電壓。它適用于快速查找抖動(dòng)和噪音問題，并且用于顯示眼圖。

　　先進(jìn)邊沿觸發(fā)也提供可調(diào)滯后。滯后是一種技術(shù)，用于所有類型的觸發(fā)以減少在嘈雜信號(hào)上的誤觸發(fā)。電壓閾值被分成2個(gè)電平，并且觸發(fā)只在信號(hào)跨過(guò)2個(gè)處于正確順序的閾值時(shí)才發(fā)射。第一個(gè)閾值武裝觸發(fā)，而第二個(gè)使它發(fā)射。在簡(jiǎn)單邊沿觸發(fā)中，滯后電平之間的距離是固定的，但是在先進(jìn)觸發(fā)中它是可調(diào)的。

　　考慮到這種非常嘈雜的信號(hào)。用正常的上升沿很難在這個(gè)信號(hào)上穩(wěn)定觸發(fā)，因?yàn)樗缭搅擞|發(fā)閾值，在這個(gè)例子中的紅線，在一個(gè)循環(huán)中有好幾次。如果我們放大該信號(hào)的高亮部分，我們能看到滯后如何能夠提供幫助。

　　在這些放大視圖中，原始閾值是較低的那個(gè)紅線。較高的紅線是第二個(gè)閾值，為滯后觸發(fā)所用。

　　該信號(hào)上升跨越下閾值在(1)和(2)點(diǎn)，武裝該觸發(fā)但不發(fā)射它。在(3)點(diǎn)信號(hào)最終跨越上閾值，發(fā)射觸發(fā)。在信號(hào)的下降沿上，在(4)和(5)點(diǎn)，噪音脈沖的上升沿使信號(hào)跨越上和下閾值，但是在錯(cuò)誤順序中，所以觸發(fā)不能被武裝，并且不能發(fā)射。因此觸發(fā)只發(fā)生在循環(huán)內(nèi)的一個(gè)明確定義的點(diǎn)，雖然在信號(hào)上有噪音。

　　在PicoScope中，滯后被測(cè)量為整個(gè)電壓量程的分?jǐn)?shù)。例如，如果示波器設(shè)置為±1 V電壓量程，那么1%滯后設(shè)置給定滯后為1% x 2 V = 20 mV。  

　　這種觸發(fā)探測(cè)波形進(jìn)入或離開某個(gè)電壓范圍的時(shí)間點(diǎn)。這使你能夠同時(shí)搜索過(guò)電壓和欠電壓。在這個(gè)例子中，用4.3和5.7V閾值監(jiān)測(cè)5伏電源。窗口觸發(fā)能探測(cè)正和負(fù)是否越過(guò)該電壓范圍。

　　方向控件指定當(dāng)信號(hào)進(jìn)入窗口、退出它、或者兩者都有時(shí)觸發(fā)是否工作。閾值1和閾值2控件定義電壓窗口的上和下極限。

　　該觸發(fā)使你能夠用指定的寬度范圍在脈沖上進(jìn)行唯一觸發(fā)。這適用于查找毛刺、同步控制信號(hào)中的偶發(fā)事件例如寫-激活、或者脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)中極端數(shù)值。

　　在該截屏中，觸發(fā)設(shè)置為“脈沖寬度、正、小于20ns”。這樣就能在一串100ns和更長(zhǎng)脈沖中找到一個(gè)19ns的脈沖。

　　脈沖方向控件指定你要在正脈沖上還是在負(fù)脈沖上觸發(fā)。

　　條件控件指定你期望脈沖寬于或窄于指定寬度，還是位于指定寬度范圍之內(nèi)或之外。

　　間隔觸發(fā)  

　　該觸發(fā)幫助你找到錯(cuò)失的或時(shí)間不當(dāng)?shù)倪呇兀蛘咴谛盘?hào)頻率中的變化。

　　圖示為4MHz時(shí)鐘波形含缺失脈沖的2個(gè)例子。你可以用脈沖寬度觸發(fā)在上方例子中搜索擴(kuò)大的高脈沖或者在下方例子中搜索擴(kuò)大的低脈沖，但是間隔觸發(fā)能讓你找到這兩種錯(cuò)誤，而無(wú)需改變觸發(fā)類型。設(shè)置間隔觸發(fā)“上升、大于300ns”將探測(cè)這兩種情況。該觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置到長(zhǎng)間隔后的第一個(gè)上升沿。

　　根據(jù)你想要的邊沿極性，設(shè)置啟動(dòng)邊沿控件為上升或下降。  

　　窗口脈寬觸發(fā)  

　　該觸發(fā)是窗口觸發(fā)和脈寬觸發(fā)的組合。它探測(cè)信號(hào)何時(shí)進(jìn)入或離開某個(gè)電壓范圍一指定時(shí)間段。在該例子中顯示標(biāo)稱±700mV信號(hào)偶爾過(guò)電壓和欠電壓，但我們?cè)O(shè)置保壓時(shí)間“大于100ns”，以便只有異常寬度的脈沖跑到該范圍之外時(shí)，才被探測(cè)。

　　這種觸發(fā)可用于探測(cè)矮脈沖，但是后述的矮脈沖觸發(fā)用于該例子中更方便。  

　　該觸發(fā)探測(cè)邊沿，該邊沿用無(wú)邊沿跟隨一指定時(shí)間。這種觸發(fā)適用于在脈沖串的末端上觸發(fā)。圖示脈沖串的末端，其邊沿每2.5 us正常發(fā)生。漏失觸發(fā)已經(jīng)探測(cè)到在4 us內(nèi)沒有邊沿發(fā)生。

　　漏失控件指定是在信號(hào)維持高、低時(shí)觸發(fā)，或者在相對(duì)閾值的任一狀態(tài)下觸發(fā)。

　　這種觸發(fā)是窗口和電平漏失觸發(fā)的組合。它探測(cè)信號(hào)何時(shí)進(jìn)入或離開某個(gè)電壓范圍并停留在那里一指定時(shí)間。這種觸發(fā)適用于探測(cè)信號(hào)何時(shí)卡在個(gè)別電壓。在該例子中，窗口漏失觸發(fā)被設(shè)置為300ns延遲，在600mV至800mV窗口內(nèi)。它忽略第一個(gè)脈沖，這個(gè)脈沖短暫進(jìn)入該窗口，和第一個(gè)漏失，此時(shí)信號(hào)維持在窗口下面，但是在信號(hào)維持在窗口內(nèi)超過(guò)300ns時(shí)進(jìn)行探測(cè)。  

　　這種觸發(fā)探測(cè)跨過(guò)第一個(gè)閾值但是沒有跨過(guò)第二個(gè)的脈沖。這種脈沖類型叫做矮脈沖，并且會(huì)發(fā)生在邏輯驅(qū)動(dòng)在可用的時(shí)間內(nèi)沒有足夠的壓擺率達(dá)到有效邏輯電平的時(shí)候。

　　要用指定的寬度范圍探測(cè)矮脈沖，可用窗口脈沖寬度觸發(fā)。

　　這種觸發(fā)探測(cè)示波器各路輸入的邏輯組合。

　　在圖示中，該觸發(fā)被設(shè)置為“通道A、電平、大于0V、通道B、電平、小于0V、與”。觸發(fā)條件在波形中間變成真，時(shí)間t=0，

　　此時(shí)通道A大于0V，同時(shí)通道B小于0V。

　　除了“與”函數(shù)，你可以用NAND、OR、NOR、XOR或XNOR組合各個(gè)通道。

　　通道A至D控件有最多選項(xiàng)。用電平-資格選擇，通道在大于或小于閾值時(shí)觸發(fā)。用窗口-資格選擇，通道在指定電壓窗口之內(nèi)或之外時(shí)觸發(fā)。Ext和AuxIO設(shè)置控件只有電平資格選項(xiàng)。

　　每個(gè)通道都有“使用檢查框”，位于它的設(shè)置控件右邊。設(shè)置該框使通道包含于邏輯觸發(fā)內(nèi)，而清除它會(huì)使通道被忽略。

　　邏輯控件指定如何組合輸入，生成觸發(fā)條件，采用布爾函數(shù)AND、NAND、OR、NOR、XOR和XNOR。例如：要在所有通道條件都滿足時(shí)進(jìn)行觸發(fā)，選擇AND;或者在它們中的某個(gè)被滿足時(shí)進(jìn)行觸發(fā)，選擇XOR。

　　數(shù)字觸發(fā)存在于PicoScope混合信號(hào)示波器 (MSO)上。它能夠探測(cè)數(shù)字輸入上的碼型以及可選擇的轉(zhuǎn)換。

　　這里我們?cè)O(shè)置觸發(fā)查找D3…D0位上的碼型0101。較高順序位，上面的組標(biāo)簽“16b”中可看到，被忽略。

　　總結(jié)

　　先進(jìn)觸發(fā)看起來(lái)深?yuàn)W難懂，但是PicoScope用交互式圖形幫助你學(xué)習(xí)，圖示每個(gè)觸發(fā)類型的工作原理。當(dāng)你改變選項(xiàng)時(shí)，圖形變?yōu)轱@示閾值如何工作。

　　嘗試這些觸發(fā)非常有用，因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)能夠避免你花時(shí)間搜索緩存內(nèi)的大量波形才能找到故障波形。