在上期文章《RIGOL技术站 | 示波器的触发功能》一文中,小编介绍了示波器触发的原理、概念、重要性等知识,对示波器的触发功能有了初步的了解和认识。本篇文章小编将继续为大家介绍模拟触发、数字触发及数字触发的几种不同类型,充分了解示波器的触发功能,以便在测量的过程中更好地帮助工程师!
01、触发的实现
数字示波器主要由以下几个部分组成:
· AFE模拟前端电路:主要包括衰减器和放大器,用于信号调理;
· ADC模数转换器:将探测的模拟信号转换为数字域处理信号;
· Trigger触发单元:将捕获用户设置的触发事件;
· Timebase时基:控制采样时间,触发位置处理;
· 波形数据处理:完成数字波形的采样,获取,存储和数据处理;
· 显示处理:完成波形绘制,波形相关的运算,分析等功能。
数字示波器的触发也存在模拟触发和数字触发两类,数字触发与模拟触发最主要的差异在于触发数据的来源不同:
· 模拟触发的数据来自模拟前端,因此触发单元处理的是模拟信号;
· 而数字触发的数据来自模数转换器ADC,触发单元处理的是经过ADC量化处理后的数字信号。
模拟触发和数字触发由于数据来源和类型不同,因此处理原理也就有差异。其基本的原理框图如下:
▲数字示波器-模拟触发
▲数字示波器-数字触发
模拟触发
模拟触发有一些不足之处,其中触发抖动是影响触发稳定度的重要因素。下图是一个模拟触发系统触发波形的典型效果,从图中我们可以看到,由于信号触发位置不固定,存在触发抖动。
▲模拟触发系统触发波形
造成模拟触发系统存在抖动的原因,主要有以下3个因素:
· 路径误差
在“数字示波器-模拟触发”框图中,可以看到被测信号经过了采样和触发两条路径,路径上的噪声干扰和延迟抖动存在差异。因此ADC得到的数据和触发单元得到的数据存在差异;
· 量化误差
由于ADC模数转换器固有的量化误差和采样失真,会使得ADC转换后的数据和真实数据存在偏差;
· 比较器误差
在模拟触发中,信号与比较器比较门限进行比较,由于模拟器件的特性,无法给出精确的边沿时刻。
因此,模拟触发输出的触发信号无法精确地指示ADC采样后的数据的触发位置,最终在显示波形时,表现为波形触发位置抖动,如下图所示:
▲模拟触发-触发抖动示意图
数字触发
与模拟触发不同,数字触发的触发数据直接使用ADC采样后的数据,因此,采样和触发单元处理的是相同的数据。数字触发技术使用数字信号处理方法进行触发比较和位置测定,可以精确地捕获触发事件,并输出精细的触发位置。下面介绍几种常见的数字触发技术。
边沿触发