触发不是万能的
波器工作流程
示波器的波形捕获率可以由如下公式表示,指每秒钟内示波器可以进行循环捕获的次数,一次捕获处理显示的波形成为一个波形。
波形捕获率=1/捕获周期=1/(有效捕获时间+死区时间)
2.2.2 波形捕获率的影响
在整个采集捕获过程中,有效捕获时间相对于死区时间几乎可以忽略不计,所以只有不断缩小死区时间来提高波形捕获率,这样才会捕获到更多信号。如下图5所示,当波形捕获率为50,000wfms/s时,死区时间竟然占到了99.5%,而有效捕获时间只有0.5%,死区时间的异常波形(黄色区域红圈所示为罕见异常信号)无法被我们观测到,自然也就无法确认当前波形中是否存在异常信号。R&S公司的RTO和RTE系列示波器的波形捕获率高达每秒百万次,而其他基于Windows的示波器一般只能做到每秒几千次,甚至只有几百次。

图5 死区时间相对有效捕获时间示意图
现在可以回答2.1节末尾的问题了,将RTO1024设置为5ms的边沿延迟触发方式时,意味着示波器5ms才触发一次,即波形捕获率只有200 wfm/s,这是无法捕获到异常信号的;而在正常的边沿触发模式下,波形捕获率高达100万wfm/s,自然很容易确认有异常波形存在了。

图6 波形捕获率之比较
3 MASK模板测试——触发异常信号
接着上面的话题,使用波形捕获率高达百万次的示波器,我们很容易确定波形中存在异常信号。但是,如何触发图7中的异常信号呢?异常信号是如此复杂,以至于毛刺,边沿触发,矮脉冲,延迟等等触发类型都无法有效地将其触发。

图7 复杂的异常信号
怎么办?难道我们真的要缴械投降,坐以待毙了吗?答案当然是“否”,因为R&S系列示波器所具有的MASK测试功能,有效地解决了这一难题。

图8 MASK测试设置

图9 MASK模板触发到异常信号
采用MASK模板测试时,我们可以任意在时域感兴趣的范围内画出不同形状的MASK模板(如图8中的蓝色区域所示。顺便提一下,RTO示波器支持最多画出8个MASK模板),再对MASK模板做相应的设置(如:蜂鸣警告,停止,自动保存波形图片,自动保存波形数据等等),只要有异常信号触碰到MASK模板,RTO示波器就会自动执行以上动作,并将异常信号显示出来(如图9所示蓝色MASK模板内的毛刺)。
虽然异常信号的类型非常复杂,但是利用MASK模板测试功能,可以非常快速的将其触发出来,并且可以根据MASK模板设置自动做出后续动作,非常的人性化!
更为先进的是,R&S示波器还支持在频域内进行MASK模板测试,在频域中将各种异常信号捕获下来,并根据MAK模板设置做出相应的动作,这可是R&S示波器所独有的功能。

图 10 R&S示波器独有的频域模板触发功能
4 如何抵抗噪声引起的误触发
4.1 噪声引发的误触发
当今社会,电子产品的发展日新月异,这也使得我们的工作环境日益复杂,存在着大量的电磁噪声。您知道这些噪声会对示波器的触发带来什么样的影响吗?请您往下看。
我们再来做实验。先观察图11所示的波形,怎么会有上升沿和下降沿交织在一起的正弦波?是眼花了吗?当然不是,揉揉眼睛再看还是一样的结果。难道是信号本来就是这个样子吗?当然也不是,信号本身就是正常的正弦波,绝对没有“性格”分裂。

图11正弦波双沿显示
继续来,持续按动示波器的“单次触发”按键,怎么突然发现波形在下降沿触发了(图12)。再看看示波器设置,明明是上升沿触发啊!难道是示波器出问题了吗?答案自然还是“否”,我们的示波器工作一切正常!

图12 波形错误地触发在下降沿
看到这里,您是不是迷糊了,以至于无法相信自己的眼睛了。不给您卖关子了,下面将波形的边沿放大,发现什么了没有?对的,正弦波边沿叠加了很多噪声信号,而且这些噪声的上升沿和下降沿具有一定的电压幅值(图13)。当示波器触发到正弦波下降沿上的噪声的上升沿后,就出现了图11、12所示的异常信号。

图13 正弦波上叠加了噪声信号
现在明确了,问题就是这些噪声引起的,可怎么解决呢?请看4.2节!
4.2 解决之道
用R&S系列示波器的话,办法非常简单,直接忽视这些噪声就可以了。我们只要打开触发对话框中的“Noise Reject”界面(图14),然后调节迟滞电平幅度直到大于噪声的电平幅度后,波形的双沿消失了,而且也不会误触发在下降沿了(图15)。
图15所示的横穿整个屏幕的蓝色区域,即为噪声迟滞电平的范围,凡是电平小于该范围的噪声一律不触发,真是非诚勿扰啊!

图 14 “Noise Reject”界面

图 15 噪声迟滞范围,降低触发灵敏度
由1.1节可知,触发的作用有两个:隔离感兴趣的事件和同步波形。前者要求触发
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