我不明白为什么需要在示波器上使用触发器进行数据采集

电器工程 示波器
2022-01-11 17:18:31

我只是不明白为什么这是完全必要的。以正弦波为例。它在重复。示波器不能真正“选择”任何地方开始数据采集。因为它重复你会得到同样的东西,对吧?

4个回答

通过将示波器触发设置为“自由运行”并将触发电平设置为高于测试波形的峰值,您可以在大多数示波器上非常轻松地演示该问题。(您通常可以使用示波器的校准点方波进行此测试。)示波器将运行一条迹线,等待一段时间等待触发信号,然后放弃并从随机点开始运行另一条迹线。结果将是模糊的混乱,波形几乎看不到。

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图 1. 未触发的正弦波轨迹。图片来源:测试和测量技巧

因为它重复你会得到同样的东西,对吧?

是的。你在不同的起点上一遍又一遍地得到同样的东西。进行任何测量变得非常困难。

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图 2. 具有正确触发设置的相同轨迹。


从评论:

是的,由于错误触发,我确实看到了第一个屏幕截图,但我不明白为什么会发生这种情况。它在不同时间显示不同的电压,而实际上在给定时间只有一个电压。

在给定时间只有一个电压,但示波器会一遍又一遍地重复使用每个 x 轴点,因为显示器不是无限宽的。

在数字'范围内,由于视觉的持久性而发生模糊。您的眼睛和大脑无法仅提取一次扫描或屏幕更新。另一方面,如果你对屏幕拍照,如果曝光时间足够短,你只会得到一个痕迹。

在模拟阴极射线管'范围内,您有管的磷涂层衰减时间的附加因素。这具有使最近的痕迹随着较旧的痕迹消失而显得更亮的效果。

我认为这将有助于您了解我们是否可以减慢显示速度并让您真正看到慢动作中发生的事情。

所以,我们开始吧。这是信号的第一部分:

带有部分正弦波的示波器。


好的,到目前为止一切顺利。让我们快进一点,直到信号到达屏幕边缘:

正弦波一直穿过的示波器。


现在,事情变得有趣了。由于没有触发,信号的第二个“帧”从第一个停止的地方开始*。当它被绘制时,它会擦除​​第一帧。所以,这是第二帧的开始(用不同的颜色来帮助区分它与第一帧):

具有不同相位和不同颜色的两个正弦波的一部分的示波器。


再一次,让我们快进直到第二帧完成:

第二个正弦波一直穿过的示波器。


但是,这里要记住的是,这一切都在几分之一秒内发生。尽管第一帧已经被抹去,但整个事情发生得如此之快,以至于由于你的视觉持久性,你仍然可以看到第一帧。所以,你实际看到的是这样的:

两个正弦波叠加的示波器。


等一下。'范围实际上不会改变每一帧的信号颜色。所以,这会更准确一点:

两个正弦波以相同颜色叠加的示波器。


开始看起来很熟悉?


*好吧,大多数示波器在重置绘图位置时都会有一点延迟,但它仍然不会使第二帧与第一帧对齐,除非你真的非常幸运。

如果您在重复波形上正确触发,示波器将以相位相干的方式覆盖后续轨迹,因此您将看到一个不会不断变化的漂亮波形。如果您根本不使用触发器,而只是让示波器自由运行,那么与前一个波形相比,后续波形将具有任意或随机相移。因此,一堆具有不同相移的“正弦”波将一个接一个地绘制。请记住,当您下降到每格 1 毫秒或更短时,示波器可能会非常快速地重新扫描。所以视觉效果是随后的示波器轨迹被绘制在之前的轨迹上。

我不想批评。但触发示波器是示波器的关键功能之一。由于各种原因,我在不同的时间使用过各种触发功能,触发功能真的是少不了。只有非常没有经验的人会问为什么有必要。

我只是不明白为什么这是完全必要的。以正弦波为例。它在重复。示波器不能真正“选择”任何地方开始数据采集。因为它重复你会得到同样的东西,对吧?

过去模拟示波器没有内存。一次扫描显示一个波形,然后它会消失。因此,如果您想在屏幕上显示稳定的波形,则必须每秒对其进行多次扫描和显示。每次扫描都必须对齐并水平同步,这样它们才能完全重叠出现,看起来像一个坚实、稳定的图像。

要做到这一点,触发是绝对必要的,因为每个波形的同一点每次都必须在屏幕的同一点结束。

使用存储示波器,就像所有现代数字示波器一样,您可以禁用触发器(“自由运行”模式)并按下“单次扫描”按钮,因此它会在没有触发器的情况下进行一次扫描并显示它......并且它不会消失因为示波器有 RAM。但是在模拟示波器上,如果你想这样做,你需要将胶卷相机对准屏幕,将相机快门与“单次扫描”按钮同步,冲洗胶卷等。

示波器不能真正“选择”任何地方开始数据采集。因为它重复你会得到同样的东西,对吧?

如果没有触发,屏幕上的波形将在示波器开始其采集周期时开始,因此这是周期中的一个随机点。如果您只需要查看一个屏幕的周期信号,那么这不是问题。

不使用触发器的另一个用例是,当您使用 100 毫秒/格等相当慢的扫描速度来观察一些缓慢变化的非周期性信号时,您只需在屏幕上查看它。

不过,这种情况非常罕见,通常您想要观察需要在彼此之上显示许多句点的东西,并且需要一个触发器。例如,看频率或幅度是否稳定,看信号顶部是否有毛刺或噪声,观察通道2发生情况时通道1发生了什么,等等。