示波器的触发系统入门

发布时间:2025/2/12 11:59:00

示波器的触发系统是保证能够稳定显示被测信号波形的关键部分,它能使示波器的扫描与被测信号同步,让波形清晰、稳定地呈现在屏幕上。以下为你详细介绍其工作原理和工作过程:

触发源选择

触发系统工作的第一步是选择触发源,也就是确定以哪个信号来控制扫描的开始。常见的触发源选项及特点如下:

  • 内触发(INT):这是最常用的触发源选择方式,它直接利用被测信号作为触发信号。这种方式适用于大多数情况,因为它能确保扫描与被测信号同步。例如,在测量一个电路中的正弦波信号时,选择内触发可以让示波器的扫描与该正弦波信号紧密关联,从而稳定显示波形。

  • 外触发(EXT):当需要与外部的一个同步信号保持同步时,就会选择外触发。比如在测量多个相关信号,或者被测信号本身不适合作为触发信号时,可使用外部的一个稳定信号作为触发源。像在一个多通道的测试系统中,选择一个公共的时钟信号作为外触发源,能使所有通道的波形在示波器上同时稳定显示。

  • 电源触发:以电源信号(如市电的 50Hz 或 60Hz 信号)作为触发源。在测量与电源频率相关的信号,或者需要观察信号与电源之间的关系时,电源触发就非常有用。例如,检测一个电力设备的输出信号是否受到电源波动的影响,使用电源触发可以方便地进行观察和分析。

触发方式设定

触发方式决定了在何种条件下示波器开始扫描,常见的触发方式有以下几种:

  • 边沿触发:这是最基本也是最常用的触发方式。它是在被测信号的上升沿(信号电压从低到高变化)或下降沿(信号电压从高到低变化)达到设定的触发电平时触发扫描。例如,设置为上升沿触发,当被测信号的电压从低于触发电平上升到等于或超过触发电平时,示波器就会立即开始一次扫描。通过这种方式,可以保证每次扫描的起始点都在被测信号的同一个位置,从而使波形稳定显示。

  • 电平触发:只要被测信号的电压达到设定的触发电平,无论信号是上升还是下降,都会触发扫描。这种触发方式适用于需要在特定电压值处触发的情况,比如检测一个信号是否超过某个阈值。

  • 脉冲触发:根据脉冲的宽度、幅度等参数来触发扫描。可以设置脉冲宽度的范围,当被测信号中的脉冲宽度落在这个范围内时,示波器就会触发扫描。这种方式常用于检测脉冲信号的异常情况,如脉冲宽度的突变等。

  • 视频触发:专门用于触发视频信号,它可以根据视频信号的行、场同步信号来触发扫描,确保能够稳定显示视频信号的波形。在电视、视频设备的调试和维修中,视频触发非常重要。

触发电平调节

触发电平是触发系统中的一个重要参数,它决定了触发信号必须达到的电压值才能触发扫描。通过调节触发电平旋钮,可以设置触发信号的电平值。只有当触发信号的电压达到或超过设定的触发电平时,示波器才会触发扫描。合适的触发电平设置对于显示稳定、清晰的波形至关重要。

  • 如果触发电平设置过高,可能会导致信号无法达到该电平,从而示波器无法触发扫描,屏幕上可能看不到波形或者波形不稳定。

  • 如果触发电平设置过低,信号可能会在多个位置触发扫描,导致波形显示混乱。

触发耦合方式

触发耦合方式用于选择触发信号的传输方式,不同的耦合方式可以滤除不同的信号成分,以适应不同的测量需求。常见的触发耦合方式有:

  • 直流耦合(DC):允许触发信号的直流成分和交流成分都通过,适用于需要观察包含直流分量的信号。例如,在测量一个既有直流偏置又有交流变化的信号时,使用直流耦合可以完整地显示信号的真实波形。

  • 交流耦合(AC):通过电容隔直,只允许触发信号的交流成分通过,滤除了直流分量。当信号中存在较大的直流偏置,而我们只关心交流变化部分时,交流耦合就非常有用。比如测量一个带有直流偏置的正弦波信号,使用交流耦合可以使波形在屏幕上居中显示,便于观察交流信号的细节。

  • 低频抑制耦合:在交流耦合的基础上,进一步滤除低频信号成分。当信号中存在低频干扰,而我们只关注高频信号时,可以选择这种耦合方式。

  • 高频抑制耦合:与低频抑制耦合相反,它滤除高频信号成分,只允许低频信号通过。适用于需要观察低频信号,而高频信号是干扰的情况。

触发系统的工作流程

  1. 示波器首先根据用户选择的触发源获取触发信号。

  2. 触发信号经过选择的触发耦合方式进行处理,滤除不需要的信号成分。

  3. 处理后的触发信号与用户设置的触发电平进行比较,当满足设定的触发条件(如上升沿触发且信号达到触发电平)时,触发系统发出触发脉冲。

  4. 触发脉冲启动示波器的扫描电路,使电子束在水平方向上开始一次扫描,同时垂直方向上根据被测信号的幅度使电子束偏转,从而在荧光屏(或数字示波器的显示屏)上显示出稳定的波形。