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高级触发 |
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高级触发
即使是面对很复杂的信号，各种类型的高级触发都能使你采集到稳定的波形。具有高级触发功能的示波器在处理故障解决、时序混乱以及模拟和数字电路的过电压和压降等问题时，是一个理想的工具。
在这份高级触发的指引说明中，我们将要回顾一下最基本的边沿触发及其局限性，然后我们进一步探讨PicoScope提供的高级触发，最后，我们将详细解析如何在PicoScope 6中设置高级触发。
我为什么需要高级触发？
作为一个示波器使用者，你可能已经对示波器中一些标准触发类型很熟悉了，其中最常用的一个触发叫边沿触发，而普通的示波器里一般都只有这么一种触发类型的。触发电路通过监视输入信号，直到检测到电压上升到（或下降到）一个设定的阀值时，然后就触发示波器来采集和显示波形。对于由类似的脉冲或周期组成的信号，这种方法已经是足够了，当测量的信号是纯正弦波或者方波时，启动PicoScope 6软件时的默认触发就是基本的边沿触发。
图1：方波
图1中，触发点是以钻石型状显示的，阀值设在0.0V，只要信号上升到这个电压以上，示波器就会开始采集数据。如果信号中的每个脉冲都是形状相同和等距时，这种方法就提供了一个稳定的波形显示。
图1中的方波信号仅仅只是电子电路中可能出现的其中一种信号类型，大多数的信号都会比这更复杂，像图2的例子中显示的更加真实的波形。
图2：典型脉冲序列
在这个波形中，每个脉冲的宽度是不等的。如果我们用单次触发模式进行一次简单的边沿触发时，示波器会选择它探测到得第一个上升沿来触发，而在这个例子里，我们碰巧碰到的是一个最窄脉冲的上升沿，但示波器同样也很可能在其它任何的上升沿采集数据.如果我们正在寻找一个窄脉冲,每百万次只发生一次正常脉冲，那么我们将非常庆幸地发现使用了击中和击不中方法。
在自动或重复触发模式，示波器会继续每秒捕捉很多次。图3显示了许多叠加波形，如果刷新率足够快，你可能会看到。如果我们希望看到包含在脉冲序列中的数据，那么这种显示方式是没有多大用处的。
图3：在重复触发模式下捕捉到的许多相同脉冲序列与简单边沿触发的叠加
这种边缘触发表明，如果我们想找到一个特殊事件，比如在一系列脉冲串中的一个窄脉冲，那么我们我们需要一个更强大的触发类型。
可用哪些高级触发？
这决定于你使用的是哪个型号PicoScope PC Oscilloscope，最多8种高级触发类型可用：
高级边沿触发
高级边沿触发提供了标准的上升和下降边沿条件，和一个额外的条件称为双边触发。这在两边都触发，允许你同时检查正负脉冲宽度和电压，如图4所示。这对快速抖动点和噪声问题非常有用。
图4：上升和下降沿触发，显示一些捕获图叠加
高级触发类型也包括了滞后，以减少噪声信号误触发。当滞后启用，使用第二个触发阈值电压加于主阈值上。当信号以正确的顺序跨越两个阈值电压后，触发信号才触发。第一个阈值电压准备触发，第二个阈值电压接收触发。一个例子将有助于说明它的工作原理。
考虑下面的噪声信号。这个信号用正常的上升沿触发很难进行可靠地触发，因为它穿过了触发阈值，例子中的红线所示，一个周期多次。如果我们放大信号的突出部分，我们将看到如何迟滞可以提供帮助。
图5a 单一阈值的噪声信号
图5b 带迟滞阈值的噪声信号
在放大的视图中，原始的阈值是下边的红线。上边的红线是第二个阈值通过迟滞触发使用。
信号上升时穿过低阈值（1）和（2），准备触发但是不触发。在（3）处，信号最终穿过较高的阈值点，引起触发。在信号的下降沿，（4）和（5），噪声脉冲的上升沿引起信号穿过较高和较低阈值，但是以错误的顺序，因此没有准备和引起触发。这样触发只出现在周期中一个明确的点，忽略信号的噪声。
窗口触发
窗口触发检测波形进入或离开电压变化。这允许你同时搜索过电压和欠电压。在图5中，一个5V电压供给监测4.5和5.5V电压阈值。窗口触发会检测这个范围之外的正负偏离。
图5：窗口触发
脉宽触发
脉宽触发确保你可以对指定宽度的脉冲触发。这在同步控制信号中发现小事件很有用，比如写或寻找脉宽调制信号的极值。
要获得图6，触发被设置为“脉冲宽度，正，大于70 ns“。这在50ns的脉冲流中发现了100ns的脉冲。
图6：脉宽触发
间隔触发
间隔触发帮助你发现丢失的或者不合适的边沿。
图7显示了2个4MHz时钟波形丢失一个脉冲波形的例子。你可以对第一个例子使用脉宽触发来搜索扩展的高脉冲，对第二个例子搜索扩展的低脉冲，但是间隔触发让你在不改变触发类型时发现错误。设置一个“上升，大于300ns”的间隔触发会发现上述两种情况。触发点设置在长间隔后的第一个上升沿。
图7：缺失时钟沿
窗口脉宽触发
窗口脉宽触发是窗口触发和脉宽触发的结合。它检测当信号在特定时间内进入或离开时的电压变化。图8，一个±700mV的信号有偶尔的过电压和低电压，但是我们已经设置了脉宽时间“大于100ns”,这样只有超过这个范围的不正常宽度的脉冲能被检查到。
图8：窗口脉宽触发
水平信号丢失触发
水平信号丢失触发检测一个无边缘指定时间的边缘。这在触发一串脉冲列的尾端很有用。图9显示了一串脉冲列尾端，每133ns出现上升沿。信号丢失触发已经检测到没有上升沿在500ns内出现。
图9：水平信号丢失触发
窗口信号丢失触发
窗口信号丢失触发是窗口触发和信号丢失触发的结合。它检测当信号进入一个指定电压范围并保持一段指定的时间。当信号陷入特定电压时，这种检测很有效。在图10中，窗口信号丢失设置为300ns延迟，在600mV到800mV窗口。它忽略了第一个脉冲，很快进入了窗口，第一次信号丢失，当信号保持在下面的窗口，但是当信号保持在窗口中超过300ns后检测出来。
图10：窗口信号丢失触发
逻辑触发
逻辑触发可以检测示波器四个输入的许多逻辑组合：A，B，Ext和AuxIO。条件可以应用到每个输入变化：A和B可以水平资格或窗口资格；Ext是有可用阈值的水平资格；AuxIO是有固定TTL阈值的水平资格。在图11中触发被设置为“通道A，水平，高于0V，通道B，水平，低于0V，与”。触发条件在踪迹的中间发生，时间为0处，当通道A高于0V，同时通道B低于0V。
图11：逻辑触发
如何使用高级触发？
PicoScope 6 让你避免高级触发的复杂性，除非你是真的需要使用。在进入高级触发之前，我们首先看一下触发模式控制和简单的边沿触发类型。
触发模式控制
图12：触发模式控制的位置
触发模式控制，图12所圈出的，示波器等待触发条件，如果触发了，会如何反应。None和ETS模式和高级触发模式不兼容。如果你选择其中一个，那么高级触发按钮是不可用的。Single,Repeat和Auto模式工作在任一款示波器中。他们指示示波器在你设置的条件上触发，不管是简单的边沿触发还是高级触发。你可以在PicoScope 6中发现这些触发模式的详细描述。
标准触发控制
Channel,Rising edge,Falling edge和Threshold控制允许你设置简单的边沿触发而不需要打开高级触发对话框。有经验的示波器使用者会发现这些控制按钮很熟悉，即使他们没有使用过PicoScope示波器，在使用手册中还可以发现详细的描述。高级触发类型相对应的控制按钮在Advanced Triggers dialog中出现，接下来我们会讲到。
高级触发按钮
图13：高级触发按钮的位置
Advanced Triggers button是主控制按钮，让你设置高级触发的条件。
单击按钮打开高级触发对话框。如果按钮是灰色的，你可以使用与高级触发不兼容的触发模式。改变触发模式到Auto,Repeat或Single.
高级触发对话框
当你在触发工具栏中单击高级触发按钮后对话框出现。这允许你设置简单边沿触发和所有高级类型。
触发类型列表
在列表中选择一个触发类型，一些选项、一个图标和描述将出现在高级触发对话框的右边。
高级触发选项
在对话框右边的选项根据列表中选择的不同触发类型而变化。在接下来的选项中我们将以一种简洁的形式解释触发类型对应的选项。为了节约空间，我们不描述每个可能的触发类型和组合选项的对话框外观。
高级触发类型
简单边沿触发
选择这个触发类型和前面讲的使用工具条中基本的触发设置是一样的。你可以使用简单边沿触发和其他任意触发模式组合。
Source control让你选择示波器作为触发器哪些信号可以使用：将它设成成：A，B，Ext或AuxIO.这些名称在示波器装置上对应于BNC输入连接器。A和B是主要测量通道，有变化的阈值和电压窗口。Ext是额外的触发输入，有一个单变化阈值。AuxIO是备用输入在示波器的背部，有一个固定的TTL门槛电压。
Direction控制按钮指定边沿，可以触发触发器，相当于触发工具条上的上升沿和下降沿按钮。
Threshold控制按钮在触发操作时设置电压。
高级边沿
这个触发类型包括标准上升和下降沿触发器，也包括了本文前面提到的上升或下降沿触发。边沿类型被Direction控制按钮选择。Hysteresis控制按钮设置两个触发器阈值的距离来增强噪声屏蔽。
其他控制按钮和简单边沿触发器的作用是一样的。
这个和所有以下的触发器类型和ETS模式是不兼容的。
窗口
这个触发器类型说明信号输入或输出电压变化，即“窗口”。
Direction控制按钮指定当信号输入或输出窗口时触发器是否运转。
Threshold 1和Threshold 2控制按钮定义触发触发器的高限制和低限制电压窗口。你可以以任意顺序输入高电平或低电平到这两个框中，PicoScope 6将计算出哪个是高电平，哪个是低电平。
脉宽
这个触发器以一个指定的变化宽度检测脉冲。
Pulse direction控制按钮指定你想触发正脉冲或负脉冲。
Threshold控制按钮和简单边沿触发器类型一样工作。
Condition控制按钮指定你寻找的脉冲宽于或者窄于指定的宽度。你还可以指定两个脉冲宽度和在这两个值之内或之外触发。
Greater than:脉冲比指定时间大时触发
Less than：脉冲比指定时间小时触发。这对发现错误有用。
Time控制按钮指定脉宽大于或小于条件。
Inside time range:当脉冲比Time1长，但是不长于Time2时触发。这对找符合最大和最小宽度条件的脉冲有用。
Outside time range:与上一条相反：它在窄于Time1,宽于Time2的脉冲上触发。这对找不符合宽度条件的脉冲有用。
Time 1和Time 2控制按钮指定Inside time range和Outside time range触发类型中最小和最大的脉冲宽度。
间隔
这个模式让你寻找由一个指定的时间间隔区分的相同极性的两个连续的边沿。
Source和Threshold控制按钮与Simple Edge触发类型一样运作。
设置Starting edge控制按钮到Rising或Falling,依照你感兴趣的边沿极性。
接下来，设置Condition控制按钮到这些选择之一：
Greater than:在第一边沿之后，当第二边沿比Time晚出现时触发。这对检测丢失的事件或在时钟波形中断开时情况下有用。
Less than:在第一边沿之后，当第二边沿比Time早出现时触发。这对检测时序违规和虚假边沿有效。
Inside time range:在第一边沿之后，当第二边沿迟于Time 1而早于Time 2时触发.这对在一个窄时间变化中找到边沿有效。
Outside time range:在第一边沿之后，当第二边沿早于Time1而迟于Time2时触发。这对发现虚假边缘，不能太满足时序规范时有效。
最后，设置Time(或Time1和Time2)来定义时间间隔或时间间隔变化。
窗口脉宽
这一触发类型是窗口触发器和脉宽触发器的结合。它在指定时间或时间变化内信号输入电压窗口时进行检测。
Source控制按钮与Simple Edge触发器类型操作一样。
Dwell Location控制按钮指定是否信号需要Dwell Inside或Dwell Outside窗口，在指定时间内。
Time控制按钮或者Time 1和Time 2控制按钮和脉宽触发器类型一样操作。
Threshold 1和Threshold 2控制按钮和窗口触发器类型一样操作。
水平信号丢失
这个触发器类型当信号在阈值电压的一边保持一段指定时间时触发。
Source和Threshold控制按钮和简单边沿触发器类型一样操作。
Dropout控制按钮指定当信号保持High，Low，或者Either状态相对于阈值时触发。
Time控制按钮指定最后检测的边沿之后到触发前等待的时间。
窗口信号丢失
这个触发类型是水平信号丢失触发器和窗口触发器的结合。当信号保持在电压窗口里面或外面，并保持一段指定时间之后，这个触发器触发。
Source,Threshold 1和Threshold 2控制按钮和窗口触发器类型下一样操作。
Dropout和Time控制按钮和水平信号丢失触发器类型一样操作。
逻辑
这个触发类型监视所有四个示波器输入——A，B，Ext和AuxIO——同时，比较任一个与它自己的电平或电压窗口，当一些输入结合满足他们各自的条件时触发。这个触发器类型不支持边沿触发：所有的通道不是水平就是窗口的，因此触发器不会等待一边，而是只要遇到正常的电压就会操作。
Channel A和Channel B设置控制按钮有最大的选择。每一个有一个对话框去选择水平或窗口操作：
带有水平资格选择，当高于或低于阈值时通道触发。Direction和Threshold控制按钮和Simple Edge触发器类型一样操作。
选择窗口资格，在指定的电压窗口内或者外通道触发。Direction,Threshold 1和Threshold 2控制按钮和窗口触发器类型一样操作。
Ext和AuxIO设置控制按钮只有水平资格选项。
每个通道在它的设置按钮的右边有Use检验栏。设置这一栏引起通道被包含于逻辑触发器，清楚它引起通道被忽略。
Logic控制按钮指定这四个输入是如何结合来产生触发条件。六个最共同的功能被提供：AND,NAND,OR,NOR,XOR和XNOR。四个例子：在满足所有的触发条件时触发，选择AND；或者在所有的条件都不满足时触发，选择NOR。
水平
窗口
图14：逻辑触发器通道A或B的设置
下列示波器包含高级触发
PicoScope 2205
PicoScope 3224
PicoScope 3424
PicoScope 5000系列 |
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