解析触发电路在示波器中起什么作用

示波器触发功能能帮助我们找到感兴趣的信号或是电路中的问题。示波器触发功能通常是示波器被了解得最少的功能，但该功能是您应了解的最重要功能之一。这是因为：

将示波器“触发”看作“同步图形获取”。
一个波形“图形”包含多个连续的数字化采样。
“图形获取”必须同步到重复波形的唯一点。

大多数常见示波器触发都基于在特定电压电平下同步信号上升或下降边沿的采集（图形获取）。

触发控制控件 - 示波器触发功能

示波器触发控制控件如图。

使用这些控件，您可以设置触发模式以及指定要触发的事件，例如某个脉冲宽度、极性、上升沿或下降沿等，具体取决于模式。您还可以设置触发的耦合（AC或DC）以及触发的输入源。例如，您可以在与您正在采样和分析的信号相关的另一个信号上设置触发。

一个单独的按钮使您能够调整触发器的水平位置。将水平延迟设置为零会将您的触发器放置在屏幕的中心，从而将事件之前和之后发生的事情带入视野。如果您正在分析故障并需要有关可能导致故障的原因的信息，这将特别有用。

示波器工作原理

示波器工作原理

所有数字存储示波器的核心元件都是示波器的模数转换器 (ADC) 和采集存储器。“衰减器”、“直流偏移”和“放大器”块执行输入信号的预刻度调整，以便将输入信号的刻度调整到ADC的固定动态范围内。当您调整V/div旋钮时，将在衰减器块内设置特定分压器网络，这可能会降低输入信号的幅度，还可设置放大器的增益。调整垂直位置旋钮时，将更改直流偏移。同样，这将使可能具有一定直流偏移量的输入信号位于ADC的固定动态范围内。

触发和时基块控制ADC采样（获取图形）的时间和频率。触发信号实际上告诉时基块何时停止采集（图形）。例如，如果示波器的存储器深度为1000点（每次采集的采样数），并且如果示波器已设置为在屏幕正中触发，则时基块将启用ADC/存储器块，连续采样输入或命令至少填充存储器的一半。触发事件发生后，时基块允许ADC/存储器块在采样结束前再多进行500次采样。在此情况下，采集存储器中的头500次采样表示触发事件之前的波形数据，而采集存储器中的后500次采样触发事件之后的波形数据。

下面我们探讨一下示波器的边沿触发功能和相关的示波器触发原理。

触发工作原理

触发器决定捕获输入信号的时间窗口，即何时记录信息。它允许您捕获瞬态事件并通过提供稳定且可用的波形显示进行准确测量。例如，您可以设置下降沿或上升沿超过阈值电压值时的触发。这就是所谓的边沿触发并且是最流行的触发模式之一。毛刺触发允许触发宽度大于或小于某个指定时间长度的事件或脉冲。此功能对于查找可能不常出现的随机故障或错误非常有用。根据测量目标，可以设置许多其他触发模式事件。

即使用者设定一个条件，当被测信号满足该条件的时候，示波器被激励而捕获当前的波形。

为什么触发能帮助我们找到感兴趣的信号或是电路中的问题呢？下面我们以边沿触发为例，来讲解一下该过程。

我们可以将触发的概念换作这样一种描述：触发是指当某一个“已知”的“事件”到来时，示波器进行相应的“动作”。这样一来，我们感兴趣的信号信息就被示波器捕获住了。

这里有两点是我们需要注意的：

1. “事件”必须是事先指定的，即我们已经知道它的某些特征（我们感兴趣的信号信息）。

2.“动作”并不意味着开始采集波形，其实在触发事件发生之前，示波器也在采集波形。这也是为什么我们在示波器上看到的触发位置，通常 是在屏幕的中心位置，即触发前后各有一半信号的原因。所以说，我们结合触发前的这部分信息（预触发信息），就能方便地分析出触发位置的错误是如何产生的。

触发：是指当某一个“已知”的“事件”到来时，示波器进行相应的“动作”。　

为了交流的方便，很多时候，我们会把触发中需要设定的事件称为“触发条件”，而把示波器相应的动作称为“触发模式”。

示波器的入门可谓十分轻松，每一位刚接触示波器的初学者，都可以用Auto Scale（自动定标）功能轻易地捕捉到波形。

示波器触发的作用

数字示波器拥有非常丰富的触发功能，触发的作用是捕获所需要且稳定的信号波形，设置波形的时间零点。

示波器触发功能为什么重要？- 决定示波器捕获目标信号的难易程度

示波器触发模式

•Single：仅对触发信号响应一次
•Trig'd：对每次触发信号都响应
•Auto：不管有没有触发信号都会响应

示波器触发释抑

什么是触发释抑制?

我们在波形测量中有时会遇到这样的波形，根据波形特征，已设置了合适的边沿触发，但波形还是不能稳定显示，这是怎么回事呢？

触发释抑是边沿触发可选的额外条件，可稳定触发复杂波形（如脉冲序列）。它可以设置为一个时间或事件数量。

时间（Holdoff by Time）

在触发设置中有一个功能是设置触发释抑时间，释抑时间是指示波器重新启用触发电路所等待的时间。在释抑期间，将触发电路封闭，示波器触发功能暂停，在释抑时间期间，即使有满足触发条件的波形，示波器也不会触发。

触发释抑功能主要是针对大周期重复而在大周期内有很多满足触发条件的不重复的波形点而专门设置的，如果不采用释抑功能，触发点不固定，会造成显示不稳定。示波器采用触发释抑功能后，在示波器第一次触发之后，必须在经过触发释抑（Hold Off）时间才能够进行第二次触发。

示波器触发功能示例

三个示波器触发示例

在上图中，我们展示了三个示波器触发示例。

在左侧的屏幕截图中，示波器的触发电平设置在波形之上。在此情况下，输入信号在任何方向上都不通过触发阈值级别。使用示波器的“自动”触发模式，示波器将获取输入信号的异步图形，显示出不稳定的波形。这实际上是未触发的一个示例。

使用“自动”触发模式时，如果在指定的超时时段之后，没有发生真实触发事件，示波器将生成“自动”异步触发。尽管波形并未同步且显示不稳定，但至少我们可以看到波形是如何在垂直方向进行刻度调整的。如果使用了示波器的“正常”触发模式，且触发电平设置高于波形，则示波器不会获取任何图形，因而不会看到任何波形 – 无论是稳定还是不稳定。

在中间的屏幕截图中，示波器设置为触发输入信号的上升边沿，触发电平设置为50%电平左右。在此情况下，我们可以在屏幕正中看到输入信号的上升边沿。这是示波器的默认触发位置。

在右侧的屏幕截图中，示波器设置为触发输入信号的下降边沿，触发电平设置为较高电平 (+2.0V)，接近波形的正峰值。现在我们可以在屏幕正中看到输入信号的下降边沿。这同样是触发点。

尽管所有数字示波器的默认触发位置都为屏幕中间（水平），但您可以通过调整水平延时旋钮 – 有时也称为水平位置旋钮，将触发位置重新指定为左或右。采用早期技术的模拟示波器只能在屏幕左侧触发。这表示模拟示波器只能显示触发事件发生后的波形部分 – 有时称作“正时间数据”。但DSO能够显示触发事件之前（负时间或预触发数据）和之后（正时间数据）的波形部分。观察预触发数据对于分析可能会导致特定错误触发条件的波形数据非常有用。

示波器边沿触发工作原理

边沿触发器的工作原理如下图所示，首先预设一个触发电平，触发信号与触发电平比较，当触发信号穿越触发电平后，电压比较器立即产生一个快沿触发脉冲，去驱动下一级硬件，这样即可进行边沿触发。

示波器最常用的Auto Scale所用的是最基础的“边沿触发”它可捕获25Hz以上频率、大于0.5%的占空比和大于10mV峰峰值电压幅度的重复波形。。但是对信号有一定要求，当信号不满足要求或想要捕获波形中的“毛刺”“欠压”“错码”等信息时，用Auto Scale就无能为力。此时，需要用到其他的“高级”触发模式。

示波器边沿触发是什么意思？

示波器入门级的 Auto Scale 所采用的“边沿触发”，通过查找波形上的指定沿（上升沿或下降沿等）和电压电平来识别触发。比如向示波器通道1输入一个正弦波串，希望在波形的上升沿触发。利用“边沿触发”，选择触发源为通道1；选择斜率为上升沿；并调整Trigger Level（触发电平）。如下图。

图  边沿触发

如果在做抽样检测时， 质检员想随机排查产品故障，特别是当某一信号条件达成后，延迟一段时间后的某一边沿的波形，就可以用到“依次按边沿触发”，如下图，当ch1的脉冲上升沿来到后，示波器成功捕获到了延迟4ns后ch2中满足Trigger Level的第四个上升沿的波形。

图 依次按边沿触发

和“依次按边沿触发”类似的，还有“第N个边沿触发”，可以捕获到当信号闲置一段时间后的波形，如下图，示波器成功捕获了信号中时间超过4μs后的满足 Trigger Level 的第2个上升沿。 示波器的这种边沿触发在实际工作中发挥着巨大的作用，快速准确发现问题。

图 第N个边沿触发

上升沿和下降沿是什么意思？

上升沿和下降沿是数字电路中常用的术语，指的是一个信号从低电平到高电平转换以及从高电平到低电平转换的瞬间。在数字电路中，这种瞬间很重要，因为它可以触发许多逻辑门和触发器，使得电路可以完成特定的功能。

升沿是什么意思？

“上升沿”是指信号从低电平发生变化，变为高电平的瞬间。在数字电路和通信系统中，上升沿一般表示信号状态由0（低电平）变为1（高电平）的过程，也就是信号的开始边缘。

例如，在一个数字信号源中，当输出信号从0变为1时，称此时发生了上升沿；同样地，当输入信号到达一个比特寄存器的输入端口，并且其值突然从0变为1时，也会产生一个上升沿触发此比特寄存器。

在数字电路设计和通信系统中，上升沿常用于时序控制、信号锁定和数据同步等方面。

上升沿触发是当信号有上升沿时的开关动作，当电位由低变高而触发输出变化的就叫上升沿触发。也就是当测到的信号电位是从低到高也就是上升时就触发，叫做上升沿触发。

下降沿是什么意思？

“下降沿”是指信号从高电平发生变化，变为低电平的瞬间。在数字电路和通信系统中，下降沿一般表示信号状态由1（高电平）变为0（低电平）的过程，也就是信号的结束边缘。

例如，在一个数字信号源中，当输出信号从1变为0时，称此时发生了下降沿；同样地，当输入信号到达一个比特寄存器的输入端口，并且其值突然从1变为0时，也会产生一个下降沿触发此比特寄存器。

在数字电路设计和通信系统中，下降沿常用于时序控制、信号锁定和数据同步等方面。

下降沿触发是当信号有下降沿时的开关动作，当电位由高变低而触发输出变化的就叫下降沿触发。也就是当测到的信号电位是从高到低也就是下降时就触发，叫做下降沿触发。

电平触发和边沿触发区别

边沿触发，就是有高电平向低电平转换，或者翻过来转换，这个转换过程触发一个动作。

电平触发，就是只有高电平（或者低电平）的时候才做指定的事。

示波器高级触发

示波器高级触发 - I²C串行总线触发

尽管分配的大多数在校电子工程和物理实验都主要使用简单的上升或下降边沿触发，但如今某些较高级的示波器提供更为高级的触发模式，以同步较复杂信号的采集（波形图形获取）。

在此特定实验中，我们展示一个复杂的I²C串行总线时钟和数据信号。触发一个唯一的串行总线条件（如对特定地址执行写操作）需要I²C触发。简单的边沿触发只能触发随机边沿交叉。

请注意：
−大多数在校实验室实验都将基于使用标准“边沿”触发
−触发较为复杂的信号需要高级触发选项。

示波器触发功能怎么用？示波器有多少类触发？

示波器有11类触发，包括边沿触发、依次按边沿触发、脉冲宽度触发、码型触发、或触发、上升/下降时间触发、第N个边沿触发、矮脉冲触发、建立和保持触发、视频触发、串行总线触发。