數(shù)字示波器的制作

數(shù)字示波器的制作,數(shù)字,示波器,制作 今越電子工作室 - 1 - 什么是示波器的觸發(fā)？ 今越電子工作室 劉澤民 初學(xué)電子的朋友可能會覺得示波器觸發(fā)的概念比較模糊，而在實際中，充分理解示波器 觸發(fā)的概念往往是有效使用示波器的前提。本文試圖以模擬示波器為例，說明觸發(fā)的概念。 示波器的同步 要明白觸發(fā)的概念，首先要了解示波器同步的概 念。那么什么是示波器的同步呢？我們 這里所說的示波器同步是指示波器的掃描信號與被觀測的信號同步，也就是說它們的頻率之 間存在著整數(shù)倍的關(guān)系。為什么要這樣？不這樣會有什么結(jié)果？帶著這樣的問題讓我們來考 察圖 1 的情況。 我們先了解一下示波器的工作原理。 我們知道，示波器是通過在 X 和 Y 偏轉(zhuǎn)板上加上 控制電壓，控制由電子槍射出電子束的偏轉(zhuǎn)從而在屏幕上描繪出軌跡的，一般在 X 偏轉(zhuǎn)板 加的是正向鋸齒波信號，線性上升的電壓控制電子束從左到右移動，形成水平掃描。因為上 升的電壓與時間成線性關(guān)系，掃描得到的軌跡就可以模擬時間軸。如果同時在 Y 偏轉(zhuǎn)板加 上與被測信號成比例的電壓，使電子束在水平移動的同時也在垂直方向移動，這樣電子束就 描繪出了被測信號與時間的關(guān)系，也就是信號的 波形。這是示波器顯示波形的基本原理。 現(xiàn)在我們來看圖 1。圖 1 中的 Y 是一周期性信 號， X 是掃描信號，顯然它們是不同步的。當將 這樣的信號同時分別加到示波器的 Y 和 X 偏轉(zhuǎn)系 統(tǒng)時，顯示的波形如圖 2 所示，其中當 X 從 T0 掃描到 T1 時描繪出的波形是 A，從 T1 到 T2 掃描 時描繪出的波形是 B，而從 T2 到 T3 掃描時描繪 出的是 C，顯然它們在屏幕上的位置都不同，而且 先后出現(xiàn)，所以您會看到的是它們的混合， 得不 到一個穩(wěn)定的波形。這就是示波器的掃描與信號 不同步的結(jié)果。 如果我們設(shè)法將 X 信號變成圖 3 所示的情 形，使每一次掃描開始時刻都對應(yīng)于 Y 信號一個 周期的同一點，使得每一次掃描對應(yīng)的 Y 信號都 相同，也就是讓示波器的掃描信號與被測信號“同 步”。當將這樣的信號同時分別加到示波器的 X 和 Y 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)時，由于每一個掃描周期 X 和 Y 的信 號都相同，電子束受到同樣的偏轉(zhuǎn)控制，因而每 一次掃描的電子束都打在屏幕上的同樣的軌跡 圖 1 圖 2 什么是示波器的觸發(fā)？ 今越電子工作室 - 2 - 上，也就是說我們可以得到圖 4 所示的波形。這是您能看到的唯一波形，因為每一個掃描周 期電子束都打在這個波形的軌 跡上，而不是其他位置，因而這個波形是穩(wěn)定的。這就是示波 器掃描與信號同步的結(jié)果。 綜上所述，如果我們要在示波器的屏幕上觀察到穩(wěn)定的波形，必要的條件是示波器的掃 描信號要與被觀察的信號保持同步關(guān)系。 那么，我們怎樣才能使示波器的掃描信號與被觀測信號保持同步關(guān)系呢？ 觸發(fā)的作用 為了使掃描信號與被測信號同步，我們可以設(shè)定一些條件，將被測信號不斷地與這些條 件相比較，只有當被測信號滿足這些條件時才啟動掃描，從而使得掃描的頻率與被測信號相 同或存在整數(shù)倍的關(guān)系，也就是同步。這種技術(shù)我們就稱為“觸發(fā)”，而這些條件我們稱其 為 “觸發(fā)條件” 。 用作觸發(fā)條件的形式很多，最常用最基本的就是“邊沿觸發(fā)”，即將被測信號的變化 (即 信號上升或下降的邊沿 ) 與某一電平相比較，當信號的變化以某種選定的方式達到這一電平 時，產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，啟動一次掃描。例如在圖 3 中，我們可以將觸發(fā)電平選在 0V，當 被測信號從低到高跨越這個電平時，就產(chǎn)生一次掃描，這樣我們就得到了與被測信號同步的 掃描信號。其他的觸發(fā)條件有“脈寬觸發(fā)” 、“斜率觸發(fā)” 、“狀態(tài)觸發(fā)” 等等，這些觸 發(fā)條件通常會在比較高檔的示波器中出現(xiàn)。 有關(guān)觸發(fā)的調(diào)節(jié) 有關(guān)觸發(fā)的調(diào)節(jié)包括觸發(fā)源、觸發(fā)方 式、觸發(fā)條件即相應(yīng)參數(shù)的選擇等等，比較多和復(fù) 雜，這些是示波器使用中最重要的操作，也是許多初學(xué)者感到較難掌握的地方，我們將另覓 篇幅詳細介紹。 圖 3 圖 4