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第四講 示波器基礎(chǔ)之觸發(fā)功能(下)

發(fā)布時間:2009-12-23 來源:美國力科公司深圳代表處

中心議題: 解決方案:
  • 觸發(fā)的功能:隔離感興趣的事件、同步/穩(wěn)定顯示波形
  • 最簡單常用邊沿觸發(fā)
  • DDR測試常用條件觸發(fā)

示波器的觸發(fā)功能主要有兩點:
第一,隔離感興趣的事件。
第二,同步波形,或者說穩(wěn)定顯示波形。
隔離感興趣的事件,就是在觸發(fā)點處隔離的事件是滿足觸發(fā)條件的信號。如下圖所示,在觸發(fā)點隔離的事件是總小于47.5ns或大于52ns的脈寬,該脈寬的計算是以觸發(fā)電平穿越觸發(fā)點處的脈寬波形的交叉點處的時間間隔。
 

圖一 觸發(fā)的首要功能是隔離感興趣的事件
同步波形,就是找到一種觸發(fā)方式使波形不再“晃動”,也就是找出信號的規(guī)律性來同步信號。如圖二所示的信號,每組數(shù)據(jù)包里有四個脈沖,這四個脈沖并不是等時間間隔的,如果用上升沿觸發(fā),則波形不能同步,視覺上在“晃動”。但是每組數(shù)據(jù)包是等時間間隔到來的,如果以每組數(shù)據(jù)包的第一個脈沖的上升沿作為觸發(fā)源,則能穩(wěn)定顯示波形。因此可以用邊沿延遲觸發(fā),在前一個上升沿到來之后,延遲一段時間再觸發(fā)下一個上升沿,在上例中需要延遲的時間為標識的藍色的時間間隔部分。

圖二 同步信號使波形能穩(wěn)定顯示[page]
 
下面我們來逐一解釋各種觸發(fā)方式。

邊沿觸發(fā)(Edge):
是最常用最簡單最有效的觸發(fā)方式,絕大多數(shù)的應(yīng)用都只是用邊沿觸發(fā)來觸發(fā)波形。邊沿觸發(fā)僅是偵測信號的邊沿、極性和電平。當被測信號的電平變化方向與設(shè)定相同(上升沿或下降沿),其值變化到與觸發(fā)電平相同時,示波器被觸發(fā),并捕捉波形。如圖三所示,在觸發(fā)點停留的總是上升沿。上升沿在上升的過程中如果能達到觸發(fā)電平的高度就被觸發(fā),否則在Normal模式下示波器上的波形靜止不動,示意波器的右下角提示“waiting for triggering”
 

圖三 邊沿觸發(fā)
由邊沿觸發(fā)引申的是邊沿延遲觸發(fā)(holdoff),前面在解釋示波器觸發(fā)的第二個功能時有提到。每次觸發(fā)到前一個邊沿之后,等待設(shè)定的延遲時間或延遲事件再觸發(fā)下一個滿足條件的邊沿,最長可延遲20s或9,999,999個事件。事件是相對于觸發(fā)電平而言,在圖二的例子中觸發(fā)電平在圖示位置,需要延遲3個事件;如果觸發(fā)電平超過矮脈沖的高度,則延遲兩個事件。圖三是一個實際的測試案例,包絡(luò)是一系列頻率和幅值變化的正弦波信號,客戶需要知道頻率的最大值和最小值。如果不能穩(wěn)定觸發(fā),則每次通過停止波形然后調(diào)節(jié)測量參數(shù)的門限來統(tǒng)計多次測量的最大最小值,非常繁瑣。但用邊沿延遲觸發(fā)方式同步該波形,測量的門限固定在一個范圍內(nèi),可以方便的利用統(tǒng)計功能測量出持續(xù)捕獲到的包絡(luò)的頻率最大值和最小值。
 

圖四 邊沿延遲觸發(fā)
 
寬度和毛刺觸發(fā):
根據(jù)信號寬度值/毛刺值觸發(fā),可選正向或負向?qū)挾?毛刺,用于捕捉信號中的罕見寬度/毛刺信號。圖五的觸發(fā)設(shè)置含義是,當C2的脈沖在觸發(fā)電平處的正脈寬在90ns和120ns之間時被隔離,觸發(fā)點停留的位置是脈沖的下降沿。 如果觸發(fā)的是負脈寬,則觸發(fā)點停留的位置是脈沖的上升沿。脈寬的范圍定義可以是小于、大于、在范圍內(nèi)或范圍外。毛刺觸發(fā)和寬度觸發(fā)類似。

圖五 寬度/毛刺觸發(fā)
寬度/毛刺觸發(fā)在實際測試中應(yīng)用很多。圖六的例子中,客戶希望穩(wěn)定顯示該波形,能持續(xù)測量虛線范圍內(nèi)的信號的眼圖,因此,可以用正寬度觸發(fā),但觸發(fā)電平不得高于連續(xù)信號的最低值的位置。
 

圖六 寬度觸發(fā)應(yīng)用
 
間隔觸發(fā):
根據(jù)相鄰的同極性的沿的時間來觸發(fā),正到正或負到負。設(shè)定的條件也可以小于、大于、在范圍內(nèi)或范圍外。圖七的觸發(fā)設(shè)置含義是:當穿越觸發(fā)電平的相鄰正沿之間的時間間隔在1.5us到2.5us之間時被觸發(fā)。 圖中一定要將觸發(fā)電平設(shè)置為超過欠幅的矮脈沖,否則條件永遠不會滿足。
 

圖七 間隔觸發(fā)[page]
條件觸發(fā):
條件觸發(fā)是兩個通道之間的關(guān)聯(lián)觸發(fā)。 當?shù)诙€波形設(shè)定條件滿足一次后,在第一個波形邊沿處觸發(fā)。圖八的觸發(fā)設(shè)置含義是:在C2的上升沿達到觸發(fā)電平200mV時,觸發(fā)C2的上升沿但前提是在這之前C3的電平曾超過了500mV。
 

圖八 條件觸發(fā)
條件觸發(fā)常被應(yīng)用在DDR測試中。如圖九,為了看data信號C1的眼圖,設(shè)置為觸發(fā)C3的DQS信號,但前提是要等C4的TriggerPin信號達到一定的電平。
 

圖九 條件觸發(fā)的應(yīng)用
 
狀態(tài)觸發(fā):
狀態(tài)觸發(fā)和條件觸發(fā)類似。當?shù)诙€波形設(shè)定條件滿足并保持該狀態(tài)后,在第一個波形邊沿處觸發(fā)。它要求第二個波形達到某個條件之后保持該狀態(tài)。圖十的觸發(fā)設(shè)置含義是:在C3的上升沿達到觸發(fā)電平500mV時,觸發(fā)C2的上升沿但前提是在這之前C2的電平超過了500mV并一直保持超過500mV的狀態(tài),而且要等到C2的上升沿有3次達到觸發(fā)電平之后才觸發(fā)。
 

圖十 狀態(tài)觸發(fā)
 
邏輯觸發(fā):
各通道信號分別同時滿足所設(shè)定邏輯電平條件及所選擇的邏輯關(guān)系后觸發(fā)??蛇x邏輯條件:
與 (And),非與 (Nand),或 (Or),非或 (Nor)。圖十一的觸發(fā)設(shè)置含義是:C1的電平低于775mV,C2的電平高于500mV,C3的電平低于500mV,C4的電平高于350mV,它們同時滿足這個條件時觸發(fā)。
 

圖十一 邏輯觸發(fā)
 
漏失觸發(fā):
當信號最后的邊沿消失了設(shè)定的時間后觸發(fā)。圖十二的觸發(fā)設(shè)置含義是:在C2的最后一個上升沿消失之后等待750ns被觸發(fā)。

圖十二 漏失觸發(fā)
 
欠幅觸發(fā):
當脈沖序列的寬度不確定,大多數(shù)脈沖信號的幅值相同,但有小概率的欠幅信號時所需要采取的一種觸發(fā)方式。當脈沖穿越了第一個門限電平,但在一定的時間范圍內(nèi)不能穿越另外一個門限電平時被觸發(fā)。如圖十三所示。
 

圖十三 欠幅觸發(fā)
 
TV觸發(fā):
專門為電視信號而設(shè)計的一種觸發(fā)方式,在該模式下觸發(fā)電平控制不起作用。示波器使用視頻信號中同步脈沖作為觸發(fā)信號。TV觸發(fā)有兩種模式,TVF 場和TVL行。

此外,還有斜率觸發(fā)和各種串行數(shù)據(jù)的觸發(fā),如I2C觸發(fā),SPI觸發(fā),CANBus觸發(fā)等,不再一一討論。


 
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