触发不是全能的怎样抵御噪声致使的误触发

2017-05-06 19:17分类：万用表阅读：

1 触发不是全能的

1.1 触发的效果

触发是电子工程师最常用，也是最有用的定位电路特定做法的东西，经过设置适宜的触发条件能够有用地定位出电路中工程师想要的反常信号或感喜爱的信号。

触发首要有以下两点效果：榜首，隔绝感喜爱的作业；第二，同步波形，即安稳闪现其时波形。专业上的解说是：依照需要设置必定的触发条件，当波形流中的某一个波形满意这一条件时，示波器即实时捕获该波形和其相邻有些，并安稳闪现在屏幕上。

在用示波器定位反常疑问时，电子工程师常用的查验办法是将触发类型设置为边际触发，再联络余辉闪现的办法来确诊电路。说一下余辉的效果，它能够闪现前史累积的信号，也即是说能够继续闪现信号的轨道。

跟着示波器技能的不断翻开，触发办法除了常用的边际触发外，还有斜率、矮波、窗口触发、毛刺、树立坚持时刻、办法、串行序列、推延、视频、NFC等等类型。

1.2 触发的束缚

能够隔绝感喜爱作业的触发功用，再加上能够闪现前史累积信号的余辉闪现，这两个还真是一组绝妙分配！但这就满意了吗？真的能够捕得悉数的反常信号吗？

不忙着答复疑问，先愿望有如下三种状况：

榜首、无法供认反常信号是不是存在。通常状况下，咱们会依据电路的缺陷景象，先作出“斗胆地假定”--置疑电路板的某信号有疑问，再“留神肠求证”—将示波器设置成边际触发和余辉闪现，然后继续查询几分钟，再断定示波器上的波形是不是呈现疑问。这种定位疑问的思路受限于示波器的波形捕获率。所以，咱们或许会提出，应当用分外的触发的办法去定位，但是疑问只在于，在您还不知道反常信号是不是真的存在的时分，您该用哪种触发办法呢？

第二、反常信号的品种或许是“千奇百怪”。尽管现代示波器的触发类型许多，但终究是有限的。您是不是遇到过一些分外的反常信号，发现不论用哪种触发类型无法触发？

第三、被触发的信号上面叠加了许多噪声，有或许致使误触发。每一个有些噪声信号的上升沿都或许被触发电路误当作是一个上升沿，每一个有些噪声信号的纤细脉宽都或许被触发电路误当作一个待触发的脉宽，这时分您还能精确地触发吗？

当存在以上三种状况时，工程师会堕入如此窘境：无法供认电路中是不是存在反常信号，无法设置反常信号的触发类型，无法消除噪声致使的误触发。当碰上如上疑问后，仅仅依托设置或许更改触发条件，工程师有或许无法将疑问定位下去，而显得不知所措。

下面，咱们就以上三个疑问，进行有关议论。

注：示波器选用R&S公司的RTO十24示波器（左下图），被测信号由R&S的Golden Demo板（右下图）发作。

2 反常信号都到哪去了？

2.1 两个试验致使的考虑

关于榜首种状况，咱们先来做两个试验。

试验条件：Golden Demo板发作一个十MHz的方波，示波器查询该方波信号是不是有反常。

试验1：首要将示波器设置为5ms的边际推延触发办法（如图1所示），发现示波器闪现的方波悉数正常。

或许您会说，没有翻开余辉显示办法，只能闪现其时波形，无法累积闪现前史波形，所以查验禁绝确。好！咱们翻开余辉闪现办法，等候十分钟后，波形仍是没有发现反常。

或许又有人说，十分钟太短！好，那咱们再延伸半小时。不行的话，那就再等一小时，效果仍是没有发现反常。如此往后，咱们是不是能够断定波形没有反常呢？先别忙着下定论，来看看试验2。

图1 将RTO十24设为5ms的边际推延触发

图2 余辉闪现，无反常信号

试验2：吊销示波器的5ms的边际推延触发，而选用示波器正常的边际触发，如今见证奇观的时刻到了：示波器屏幕上不断地闪烁反常波形，再建议余辉闪现办法，发现反常波形简直一刹那间就占有了悉数屏幕（图3所示）。

终究来看Golden Demo电路板的阐明，该十MHz的方波信号中，每秒中会发作32次反常信号，由此看来试验2的效果是对的。如今疑问又来了，同一个方波信号，两个试验的效果为啥会有如此大的间隔呢？并且更为要害的是，怎样才干供认波形中存在反常信号呢？答案将在2.2节揭晓。

图3反常信号层出不穷

2.2 供认反常信号存在的要害——波形捕获率

2.2.1 示波器作业原理

答复疑问之前，先简略介绍一下示波器的作业流程。如图4所示，示波器的作业流程由触发开端，然后是波形搜集，波形存储，波形处理，终究是波形闪现，如此循环。其间触发和搜集归于示波器有用捕获时刻。存储、处理及闪现归于示波器盲区，即死区时刻，在这个时刻段示波器对搜集到的数据不做任何处理，而直接扔掉，也即是说只有在搜集时期搜集到的波形才会终究闪如今示波器屏幕上。

图4 示波器作业流程

示波器的波形捕获率能够由如下公式标明，指每秒钟内示波器能够进行循环捕获的次数，一次捕获处理闪现的波构变成一个波形。

波形捕获率=1/捕获周期=1/(有用捕获时刻+死区时刻)

2.2.2 波形捕获率的影响

在悉数搜集捕获进程中，有用捕获时刻有关于死区时刻简直能够疏忽不计，所以只需不断减小死区时刻来行进波形捕获率，这么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，死区时刻居然占到了99.5%，而有用捕获时刻只需0.5%，死区时刻的反常波形（黄色区域红圈所示为稀有反常信号）无法被咱们观测到，天然也就无法供认其时波形中是不是存在反常信号。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，而其他依据Windows的示波器通常只能做到每秒几千次，乃至只需几百次。

图5 死区时刻相对有用捕获时刻暗示图

如今能够答复2.1节完毕的疑问了，将RTO十24设置为5ms的边际推延触发办法时，意味着示波器5ms才触发一次，即波形捕获率只需200 wfm/s，这是无法捕获到反常信号的；而在正常的边际触发办法下，波形捕获率高达十0万wfm/s，天然很简略供认有反常波形存在了。

图6 波形捕获率之比照

3 MASK模板查验——触发反常信号

接着上面的论题，运用波形捕获率高达百万次的示波器，咱们很简略断定波形中存在反常信号。但是，怎样触发图7中的反常信号呢？反常信号是如此凌乱，致使于毛刺，边际触发，矮脉冲，推延等等触发类型都无法有用地将其触发。

图7 凌乱的反常信号

怎样办？莫非咱们真的要缴械屈服，束手待毙了吗？答案当然是“否”，因为R&S系列示波器所具有的MASK查验功用，有用地处理了这一难题。

图8 MASK查验设置

图9 MASK模板触发到反常信号

选用MASK模板查验时，咱们能够恣意在时域感喜爱的方案内画出纷歧样形状的MASK模板（如图8中的蓝色区域所示。趁便提一下，RTO示波器支撑最多画出8个MASK模板），再对MASK模板做相应的设置（如：蜂鸣正告，接连，主动保留波形图像，主动保留波形数据等等），只需有反常信号触碰到MASK模板，RTO示波器就会主动施行以上动作，并将反常信号闪现出来（如图9所示蓝色MASK模板内的毛刺）。

尽管反常信号的类型十分凌乱，但是运用MASK模板查验功用，能够十分活络的将其触宣告来，并且能够依据MASK模板设置主动做出后续动作，十分的人道化！

更为抢先的是，R&S示波器还支撑在频域内进行MASK模板查验，在频域中将各种反常信号捕获下来，并依据MAK模板设置做出相应的动作，这但是R&S示波器所特有的功用。

图十 R&S示波器特有的频域模板触发功用

4 怎样抵御噪声致使的误触发

4.1 噪声致使的误触发

当今胡歌，电子商品的翻开一日千里，这也使得咱们的作业环境日益凌乱，存在着许多的电磁噪声。您知道这些噪声会对示波器的触发带来啥样的影响吗？请您往下看。

咱们再来做试验。先查询图11所示的波形，怎样会有上升沿和下降沿交错在一同的正弦波？是目炫了吗？当然不是，揉揉双眼再看仍是相同的效果。莫非是信号正本即是这个姿态吗？当然也不是，信号自身即是正常的正弦波，必定没有“性情”割裂。

图11正弦波双沿闪现

继续来，继续按动示波器的“单次触发”按键，怎样俄然发现波形不才降沿触发了（图12）。再看看示波器设置，了解是上升沿触发啊！莫非是示波器出疑问了吗？答案天然仍是“否”，咱们的示波器作业悉数正常！

图12 波形过错地触发不才降沿

看到这儿，您是不是模糊了，致使于无法信赖自个的双眼了。不给您卖关子了，下面将波形的边际拓宽，发现啥了没有？对的，正弦波边际叠加了许多噪声信号，并且这些噪声的上升沿和下降沿具有必定的电压幅值（图13）。当示波器触发到正弦波下降沿上的噪声的上升沿后，就呈现了图11、12所示的反常信号。

图13 正弦波上叠加了噪声信号

如今明白了，疑问即是这些噪声致使的，可怎样处理呢？请看4.2节！

4.2 处理之道

用R&S系列示波器的话，办法十分简略，直接疏忽这些噪声就能够了。咱们只需翻开触发对话框中的“Noise Reject”界面（图14），然后调度迟滞电平高低直到大于噪声的电平高低后，波形的双沿不见了，并且也不会误触发不才降沿了（图15）。

图15所示的横穿悉数屏幕的蓝色区域，即为噪声迟滞电平的方案，但凡电平小于该方案的噪声一概不触发，真对错诚勿扰啊！

图 14 “Noise Reject”界面

图 15 噪声迟滞方案，下降触发活络度

由1.1节可知，触发的效果有两个：隔绝感喜爱的作业和同步波形。前者央求触发的活络度，后者则央求触发的安稳度，这两者无疑是敌对的：关于噪声信号的安稳触发，央求触发体系在触发门限周围完毕必定迟滞（如图16所示）；另一方面，关于小振幅信号，较大的迟滞又会束缚触发体系的活络度。传统示波器的触发迟滞电平为固定值，因而无法完毕两者的平衡。

R&S示波器运用全新的数字触发架构，实现了触发迟滞电平可调的功用，能够有用处理噪声信号对触发安稳度的影响，并使得统筹触发活络度和触发安稳度变成了或许。