示波器触发与基本示波器触发

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在使用示波器时，必须了解需要使用哪种触发来捕获特定事件。本文将首先探讨示波器触发电路的典型体系结构，然后介绍基本触发模式，zui后讨论现有的一些触发功能。

典型的示波器触发体系结构

图1为典型的示波器方框图。了解信号通过示波器的过程对于理解硬件触发为什么存在某些特定的限制条件非常有用。探头将输入信号传送到示波器，其中，衰减器和前置放大器根据不同的电压/格设置对输入电平进行补偿。然后，信号一分为二，一半进入A/D转换器，另一半进入触发电路。A/D转换器对信号进行数字化处理，然后将其传送至存储控制器，另一半信号先经过触发电路，再经过时基，zui后也到达存储控制器，于是两部分信号重新在存储控制器汇合。切记，经过A/D转换器的数据流是数字信号，而经过触发电路那部分的信号是模拟信号,这就是实时示波器的数字触发存在诸多限制的原因。zui后，信号到达存储器，由CPU进行处理。

图1：基本的示波器体系结构。绿色方框内为模拟部分，紫色方框内为数字部分。

基本触发模式

zui基本且使用zui广泛的触发模式是标准边沿触发。该触发使您能够在上升沿、下降沿或两个边沿进行触发。虽然边沿触发的使用和设置都较为简单，但它极易受到噪声的影响，尤其是在处理等于或大于10Gbit信号（电压电平比标准TTL信号小的多）的情况下，这种影响尤为显著。该触发还极易受到振荡的影响，从而造成假触发。

边沿触发的一个变体被称为边沿过渡触发。这种模式可在一个特定的边沿（上升沿、下降沿、或两个边沿）进行触发，它可能需要耗费比规定时间更短或更长的时间，以便从的低电压阈值转换到高电压阈值。这对查找非常缓慢的边沿或者非常快速的边沿非常有用，脉冲序列中非常缓慢的边沿会对脉冲定时造成影响，而非常快速的边沿会造成过冲或其他假象波形。它与基本边沿触发具有相同的限制条件。

另一种边沿触发是边沿到边沿触发（也称为延迟触发）。示波器在*个边沿事件时做好准备并延迟规定的时间，然后在下一个边沿事件发生时进行触发。这种模式zui适用于使用通道1至通道2类型定时（假设两个通道拥有独立的电压控制）的情况。 毛刺信号触发的功能非常强大，它支持您检测（正尝试测试的）额定数据速率中的额定变化。它使用一个时间限定符，来脉冲宽度的时间必须小于开始触发的时间。在这种触发模式下，您需要理解两种技术指标：用户可选择的毛刺信号定时和硬件毛刺信号定时。用户可选择的毛刺信号定时是一个可确保的毛刺信号条件，也是您在触发图形用户界面（GUI）中允许设置的zui小时间。不过，硬件通常能够发现比这个时间更短的毛刺信号。例如，Agilent90000A系列示波器具有一个用户可选择的低于250ps的定时，但其硬件能够检测低至100ps的毛刺信号。

矮脉冲触发模式可使您定义“更高”的时间限定符和电压电平阈值。该模式可用于检测低于额定幅度阈值的逻辑信号、数字信号或模拟信号。信号之所以低于额定阈值，一个典型原因是I/O路径打开之后情况不确定，所以在某种程度上可能导致电流从数据探针上溢出，从而产生幅度不够成为逻辑高或逻辑低信号的毛刺型脉冲。

脉宽触发可以使用脉宽“上限”和“下限”阈值来确定当某个事件发生时是否进行触发，并且还有一个单独的电压电平来确定电平的高低。也就是说，当通过的触发电压的波形脉冲太长或太短时（两次），示波器就会进行触发。这种触发模式经常用于长期事件（例如总线上闭锁状态，此时没有脉冲发送，或者PCI-Express总线的空闲时间加快了开关的切换速度）。

超时触发使您能够设置一个电压电平，当信号持续高于或低于这个电压电平达到时间长度时进行触发。您可以设置示波器在波形长时间处于过高、过低或不变状态时进行触发。这种触发模式可用于对电气空闲、包收发间隔和USB双向总线等进行触发。

码型/状态触发使您能够使用四个通道输入来定义1s、0s或Xs（不理睬）的逻辑码型以便进行触发。它使您能够对相邻的通道事件进行触发，并确定该信号的逻辑定义。例如，对于全数据流USB双向总线来说，如果您使用边沿触发，那么您将无法分辨它是上行信号还是下行信号。但是，使用码型/状态触发，您便可以做到这点。这就是为什么它既能用来描述USB总线流量，也能对依赖于多通道的事件进行触发的原因。

建立和保持触发模式是并行互连的测试要求，但是其他接口根据其自身的技术指标也具有建立和保持触发的要求。通常，这些接口包括PCI-Express总线和其他一些并行接口。例如，您可以在一个通道上使用时钟信号，在另一通道上使用数据信号，因此，需要建立时间和保持时间，以确保数据被时钟边沿锁住之前，您能够在数据线上设置一个有效的逻辑条件。然后，您便可以设置这个触发，以便对违反技术指标的条件进行触发。

窗口触发可使您在示波器上定义一个窗口，窗口边界由低电压阈值和高电压阈值以及“zui长”时间或“zui短”时间进行定义。之后，当波形进入这个窗口、在这个窗口出现或者在这个窗口的内部和外部停留的时间太长或太短时，您都可使示波器进行触发。这种触发能够滤除总线上的任何噪声，从而使您能够查看长期的瞬态效应。下面的图2显示了一个波形实例，该波形将在出现高频噪声成分时进行杂散触发，而不能捕获需要的较长电压“下降”。

图2：捕获供电电平下降效应的窗口触发实例。注意之后出现的杂散数字噪声。

zui后是视频触发，它具有可供您选择的特定标准。一旦您选择了视频/电视标准，示波器便可根据您正在查看的技术指标来设置预定义的测试和触发功能。视频标准的实例包括525、625、480p、576p、720p、1080i和1080p。如果您正在遵循专有标准，那么您还可以定制视频设置。

触发

通常，基本触发模式并不足以应对设计验证或设计调试等需求。使用基本触发模式处理这些事件以及用于其他更的目的时，通常，您必须使用那些会耗费大量时间的试验和误差方法。试验和误差方法是必要的，其原因在于基本触发模式会严重受到噪声和复杂/异步信号的限制。触发可以消除这些问题并极大地减少调试或验证设计的时间。

一种典型的触发是使用软件触发，以便进一步限定硬件触发。AgilentInfiniium 90000A系列示波器的软件触发被称为InfiniiScan。这种触发通过使用搜索算法，可详细检查波形记录并找出特定事件，以便于您轻松地限定复杂的波形，从而进行深入分析。例如，您可以先设置硬件触发来进行边沿触发，然后再设置InfiniiScan触发对非单调边沿进行触发。因此，示波器将首先查找符合边沿触发条件的边沿，然后使用软件搜索这些边沿，再确认这些边沿是否含有非单调边沿。

图3：AgilentInfiniiumDSO/DSA90000A系列示波器具有触发功能，可提供InfiniiScan触发和多级触发。

您还可以使用软件触发，在示波器的显示屏上设置区域。当这些区域发生交叉或不发生交叉时，通过任一区域进行触发之后，这些区域均可用于进一步限定您的触发。

另一种触发是多级触发。Agilent90000A系列示波器使用序列（A->B）触发，该触发使您能够两个单独的触发事件和延迟时间（事件A之后，查找事件B之前应等待的触发时间）以及复位时间（示波器在重启查找事件A之前，事件A和事件B之间的时间）。此外，您还可以使用InfiniiScan触发和序列触发为您提供业内*的3级触发系统。这个触发系统的功能极其强大，几乎可以对您能想到的任何事件进行触发。序列触发为您提供创造性地捕获复杂信号或罕见信号的机会。

图4：显示序列触发和 InfiniiScan 触发的图形用户界面。

图5：显示图 4 中特定触发事件相应的屏幕快照。

总结

在大多数情况下，基本触发模式已足以满足您查找特定事件的需求。但是，如果存在大量噪声或者您正在搜索复杂事件或异步事件，那么您就需要使用更的触发方法来替代试验或误差方法。理解这些基本触发模式非常必要，因为它们是触发方法的基础。只要牢牢掌握基本触发和多级触发，您便可以捕获到自己想要捕获的任何事件。

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