示波器的概念
2012-11-19
示波器的同步
要明白觸發(fā)的概念，首先要了解示波器同步的概念。那么什么是示波器的同步呢?我們這里所說的示波器同步是指示波器的掃描信號與被觀測的信號同步，也就是說它們的頻率之間存在著整數(shù)倍的關系。為什么要這樣?不這樣會有什么結果?帶著這樣的問題讓我們來考察圖1的情況。
我們先了解一下示波器的工作原理。我們知道，示波器是通過在X和Y偏轉(zhuǎn)板上加上控制電壓，控制由電子槍射出電子束的偏轉(zhuǎn)從而在屏幕上描繪出軌跡的，一般在X偏轉(zhuǎn)板加的是正向鋸齒波信號，線性上升的電壓控制電子束從左到右移動，形成水平掃描。因為上升的電壓與時間成線性關系，掃描得到的軌跡就可以模擬時間軸。如果同時在Y偏轉(zhuǎn)板加上與被測信號成比例的電壓，使電子束在水平移動的同時也在垂直方向移動，這樣電子束就描繪出了被測信號與時間的關系，也就是信號的波形。這是示波器顯示波形的基本原理。
現(xiàn)在我們來看圖1。圖1中的Y是一周期性信號，X是掃描信號，顯然它們是不同步的。當將這樣的信號同時分別加到示波器的Y和X偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)時，顯示的波形如圖2所示，其中當X從T0掃描到T1時描繪出的波形是A，從T1到T2掃描時描繪出的波形是B，而從T2到T3掃描時描繪出的是C，顯然它們在屏幕上的位置都不同，而且先后出現(xiàn)，所以您會看到的是它們的混合，得不到一個穩(wěn)定的波形。這就是示波器的掃描與信號不同步的結果。
如果我們設法將X信號變成圖3 所示的情形，使每一次掃描開始時刻都對應于Y信號一個周期的同一點，使得每一次掃描對應的Y信號都相同，也就是讓示波器的掃描信號與被測信號“同步”。當將這樣的信號同時分別加到示波器的X和Y偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)時，由于每一個掃描周期X和Y的信號都相同，電子束受到同樣的偏轉(zhuǎn)控制，因而每一次掃描的電子束都打在屏幕上的同樣的軌跡上，也就是說我們可以得到圖4所示的波形。這是您能看到的唯一波形，因為每一個掃描周期電子束都打在這個波形的軌跡上，而不是其他位置，因而這個波形是穩(wěn)定的。這就是示波器掃描與信號同步的結果。
綜上所述，如果我們要在示波器的屏幕上觀察到穩(wěn)定的波形，必要的條件是示波器的掃描信號要與被觀察的信號保持同步關系。
那么，我們怎樣才能使示波器的掃描信號與被觀測信號保持同步關系呢?
觸發(fā)的作用
為了使掃描信號與被測信號同步，我們可以設定一些條件，將被測信號不斷地與這些條件相比較，只有當被測信號滿足這些條件時才啟動掃描，從而使得掃描的頻率與被測信號相同或存在整數(shù)倍的關系，也就是同步。這種技術我們就稱為“觸發(fā)”，而這些條件我們稱其為“觸發(fā)條件” 。
用作觸發(fā)條件的形式很多，最常用最基本的就是“邊沿觸發(fā)”，即將被測信號的變化(即信號上升或下降的邊沿) 與某一電平相比較，當信號的變化以某種選定的方式達到這一電平時，產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，啟動一次掃描。例如在圖3中，我們可以將觸發(fā)電平選在0V，當被測信號從低到高跨越這個電平時，就產(chǎn)生一次掃描，這樣我們就得到了與被測信號同步的掃描信號。其他的觸發(fā)條件有“脈寬觸發(fā)” 、“斜率觸發(fā)” 、“狀態(tài)觸發(fā)” 等等，這些觸發(fā)條件通常會在比較高檔的示波器中出現(xiàn)。
要明白觸發(fā)的概念，首先要了解示波器同步的概念。那么什么是示波器的同步呢?我們這里所說的示波器同步是指示波器的掃描信號與被觀測的信號同步，也就是說它們的頻率之間存在著整數(shù)倍的關系。為什么要這樣?不這樣會有什么結果?帶著這樣的問題讓我們來考察圖1的情況。
我們先了解一下示波器的工作原理。我們知道，示波器是通過在X和Y偏轉(zhuǎn)板上加上控制電壓，控制由電子槍射出電子束的偏轉(zhuǎn)從而在屏幕上描繪出軌跡的，一般在X偏轉(zhuǎn)板加的是正向鋸齒波信號，線性上升的電壓控制電子束從左到右移動，形成水平掃描。因為上升的電壓與時間成線性關系，掃描得到的軌跡就可以模擬時間軸。如果同時在Y偏轉(zhuǎn)板加上與被測信號成比例的電壓，使電子束在水平移動的同時也在垂直方向移動，這樣電子束就描繪出了被測信號與時間的關系，也就是信號的波形。這是示波器顯示波形的基本原理。
現(xiàn)在我們來看圖1。圖1中的Y是一周期性信號，X是掃描信號，顯然它們是不同步的。當將這樣的信號同時分別加到示波器的Y和X偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)時，顯示的波形如圖2所示，其中當X從T0掃描到T1時描繪出的波形是A，從T1到T2掃描時描繪出的波形是B，而從T2到T3掃描時描繪出的是C，顯然它們在屏幕上的位置都不同，而且先后出現(xiàn)，所以您會看到的是它們的混合，得不到一個穩(wěn)定的波形。這就是示波器的掃描與信號不同步的結果。
如果我們設法將X信號變成圖3 所示的情形，使每一次掃描開始時刻都對應于Y信號一個周期的同一點，使得每一次掃描對應的Y信號都相同，也就是讓示波器的掃描信號與被測信號“同步”。當將這樣的信號同時分別加到示波器的X和Y偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)時，由于每一個掃描周期X和Y的信號都相同，電子束受到同樣的偏轉(zhuǎn)控制，因而每一次掃描的電子束都打在屏幕上的同樣的軌跡上，也就是說我們可以得到圖4所示的波形。這是您能看到的唯一波形，因為每一個掃描周期電子束都打在這個波形的軌跡上，而不是其他位置，因而這個波形是穩(wěn)定的。這就是示波器掃描與信號同步的結果。
綜上所述，如果我們要在示波器的屏幕上觀察到穩(wěn)定的波形，必要的條件是示波器的掃描信號要與被觀察的信號保持同步關系。
那么，我們怎樣才能使示波器的掃描信號與被觀測信號保持同步關系呢?
觸發(fā)的作用
為了使掃描信號與被測信號同步，我們可以設定一些條件，將被測信號不斷地與這些條件相比較，只有當被測信號滿足這些條件時才啟動掃描，從而使得掃描的頻率與被測信號相同或存在整數(shù)倍的關系，也就是同步。這種技術我們就稱為“觸發(fā)”，而這些條件我們稱其為“觸發(fā)條件” 。
用作觸發(fā)條件的形式很多，最常用最基本的就是“邊沿觸發(fā)”，即將被測信號的變化(即信號上升或下降的邊沿) 與某一電平相比較，當信號的變化以某種選定的方式達到這一電平時，產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，啟動一次掃描。例如在圖3中，我們可以將觸發(fā)電平選在0V，當被測信號從低到高跨越這個電平時，就產(chǎn)生一次掃描，這樣我們就得到了與被測信號同步的掃描信號。其他的觸發(fā)條件有“脈寬觸發(fā)” 、“斜率觸發(fā)” 、“狀態(tài)觸發(fā)” 等等，這些觸發(fā)條件通常會在比較高檔的示波器中出現(xiàn)。
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