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讲述数字示波器的触发功能和原理

eefocus ·2020-03-11 00:00·电子工程世界
阅读:756

触发功能是示波器的关键性能,它使示波器能够隔离特定信号事件以便进行详细分析,并能实现重复波形的稳定显示。


自上世纪 40 年代诞生以来,示波器触发功能不断得到增强。R&S RTO/RTE系列数字示波器的全数字触发功能树立了创新的里程碑,它在测量精度、波形捕获密度和功能性方面为示波器用户带来显著优势。


本文为您介绍了传统触发系统的工作原理,并阐释了 RTO/RTE 示波器实时数字触发的优点。


1 传统触发系统原理
1.1示波器触发功能的作用
示波器的触发系统基本上有两个主要应用:
1.确保稳定显示
作为电气和电子信号测量调试工具的示波器,触发功能的发明是一项突破。触发功能能够稳定地显示重复的周期性信号。


2.隔离感兴趣的事件
触发可以对特定波形事件做出反应,这有利于隔离和显示特定信号特征,诸如未达到脉冲高度的逻辑电平(“矮脉冲”),由串扰引起的信号干扰(例如“毛刺”),低边缘触发(“上升沿时间”)或通道间的无效定时(“Data2Clk”)。触发功能的种类和触发设置灵活性多年来一直在加强。


触发系统的精度以及灵活性,决定了示波器是否能够准确地显示和分析测量信号。


1.2 传统触发系统应用
如今,大多数示波器为数字示波器,这意味着被测信号被采样,并且作为连续的一组数字值被保存。然而,负责检测信号电平的触发器仍然使用模拟电路来处理原始被测信号。图 1 显示简化的数字示波器方框图。
/><br/>图 6:在数字触发系统中通过“up-sampling”方法增加采样率</p><p><br/>图 7 通过采用up sampling方法将采样分辨率提高1倍,信号中的“盲”区缩小。左侧波形样本不含过冲。高于 A/D 转换器样本的触发门限无法检测过冲。右侧通过内插将波形采样率实现翻倍,便有可能实现过冲触发。</p><p>图 7:增加采样分辨率限制盲触发区域举例</p><p><br/> 此例中波形最大频率为 3.5GHz。该例表明 R&S的数字触发系统基于 10Gsample/s A/D 转换器速率也能够可靠检测出的更高频率分量信号。</p><p><br/>2.3 用数字触发系统确定触发定时<br/> 在任意时间点有效重建测量信号的关键要求是满足采样定理(奈奎斯特准则)。R&S示波器使用多相滤波器,这些滤波器能够在任何定时点,以大于 90dB 的信噪比 (SNR) 计算出测量信号。使用精度为 250fs 的迭代方法,实时计算出测量信号和触发门限的交叉点。</p><p><br/>某些诸如“毛刺”或“脉冲宽度”类触发事件以定时条件为基础,实时确定门限中的交叉点一样,支持对这类事件非常精确的触发。RTO能够以 1ps 分辨率建立触发事件定时,指定的最窄可检测脉冲宽度为 50ps。</p><p></p>					
					
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