數(shù)字示波器測(cè)量低頻信號(hào)用自動(dòng)功能無(wú)法觸發(fā)的原因分析

ID:689795 · 發(fā)表于 2021-1-6 17:10

有位使用示波器的朋友說(shuō)他的示波器自動(dòng)功能壞掉了，無(wú)法自動(dòng)成功了。我看了一下他發(fā)過(guò)來(lái)的視頻，是一條直線。一開(kāi)始我懷疑是本身就沒(méi)有信號(hào)，但他堅(jiān)稱是有信號(hào)的，于是我讓他打開(kāi)頻率計(jì)看看能不能測(cè)出頻率，因?yàn)轭l率計(jì)是硬件的，即使信號(hào)不在示波器屏幕內(nèi)，也可以測(cè)出來(lái)。

顯示的結(jié)果是，這個(gè)信號(hào)的頻率是5Hz。我告訴他這個(gè)頻率的信號(hào)是不適合用自動(dòng)功能的，讓他手動(dòng)調(diào)時(shí)基即可，5Hz的信號(hào)可以把時(shí)基打到100ms左右，就能正常顯示信號(hào)了，后來(lái)一看是個(gè)正弦波。

那么，為什么示波器測(cè)量低頻信號(hào)用自動(dòng)功能無(wú)法觸發(fā)成功呢？要理解這個(gè)問(wèn)題，首先我們需要來(lái)學(xué)習(xí)示波器觸發(fā)中，正常觸發(fā)模式和自動(dòng)觸發(fā)模式的區(qū)別。

在正常觸發(fā)模式下，波形必須滿足觸發(fā)條件才會(huì)顯示信號(hào)，否則示波器就會(huì)一直處于等待狀態(tài)，示波器屏幕上不出現(xiàn)任何信號(hào)，直至符合觸發(fā)條件的信號(hào)出現(xiàn)。如下圖所示是示波器的校準(zhǔn)方波信號(hào)，由于觸發(fā)電平?jīng)]有移動(dòng)到波形幅值范圍內(nèi)，信號(hào)不滿足觸發(fā)條件，因此信號(hào)一直處于等待狀態(tài)。我們將此信號(hào)的觸發(fā)電平移入信號(hào)范圍后，滿足觸發(fā)條件，波形出現(xiàn)，因此示波器處于運(yùn)行狀態(tài)。

而在自動(dòng)觸發(fā)模式下，波形如果滿足觸發(fā)條件，就會(huì)和正常模式一樣顯示波形，但是如果不滿足觸發(fā)條件，示波器就會(huì)隨機(jī)地強(qiáng)制顯示捕獲的波形。比如剛才的方波信號(hào)，我們將示波器的觸發(fā)模式設(shè)置為自動(dòng)，然后將信號(hào)觸發(fā)電平移出波形幅值范圍使其不滿足觸發(fā)條件，可以看到波形將變得不穩(wěn)定隨機(jī)出現(xiàn)。那是因?yàn)樾盘?hào)幅值范圍沒(méi)有包含觸發(fā)電平的幅值，因此示波器只能隨機(jī)的顯示捕獲的波形，這樣一來(lái)每次觸發(fā)起始點(diǎn)的位置不一樣，信號(hào)看起來(lái)就不穩(wěn)定了。

那么，為什么示波器測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)，用自動(dòng)功能會(huì)無(wú)法觸發(fā)呢？因?yàn)槭静ㄆ髋袛嗍盏降男盘?hào)能否被觸發(fā)是需要時(shí)間的，當(dāng)這段時(shí)間過(guò)去以后如果示波器依然無(wú)法斷定該信號(hào)能否被觸發(fā)，就會(huì)認(rèn)為該信號(hào)不可觸發(fā)，然后就會(huì)變成強(qiáng)制隨機(jī)顯示信號(hào)。

當(dāng)信號(hào)的頻率很低的時(shí)候，信號(hào)的周期就會(huì)比較長(zhǎng)，這個(gè)時(shí)間很可能超出了示波器判斷信號(hào)能否被觸發(fā)的時(shí)間，因?yàn)槭静ㄆ髋袛嘈盘?hào)能否被觸發(fā)，就是看信號(hào)是否具有重復(fù)性，也就是是否是周期性的。示波器判斷結(jié)束的時(shí)候，信號(hào)連一個(gè)周期都沒(méi)走完，示波器就會(huì)認(rèn)為該信號(hào)不可觸發(fā)，變成強(qiáng)制隨機(jī)顯示波形。這就是為什么低頻信號(hào)無(wú)法被示波器自動(dòng)觸發(fā)的原因。

因此，對(duì)于低頻的信號(hào)，我們只能手動(dòng)去調(diào)節(jié)時(shí)基、垂直檔位以及觸發(fā)電平來(lái)穩(wěn)定波形，而不是去依賴示波器的自動(dòng)功能。

最后，如果你手里有信號(hào)發(fā)生器的話，就可以測(cè)出自己示波器自動(dòng)功能判斷某一類的波形是否能被觸發(fā)的時(shí)間。只要輸入一個(gè)信號(hào)，然后從低頻一點(diǎn)點(diǎn)往上調(diào)，直到能被觸發(fā)的那個(gè)信號(hào)頻率的倒數(shù)，就是示波器自動(dòng)功能判斷波形是否能被觸發(fā)的時(shí)間拉。比如麥科信STO1104C的示波器，小麥測(cè)試了一下方波信號(hào)，當(dāng)信號(hào)是22Hz的時(shí)候就可以成功自動(dòng)觸發(fā)，21Hz的時(shí)候就無(wú)法被自動(dòng)觸發(fā)。

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