示波器基礎系列之三 —— 關于示波器的觸發功能（上篇）

觸發是數字示波器區別于模擬示波器的最大特征之一。數字示波器的觸發功能非常地豐富，通過觸發設置使用戶可以看到觸發前的信號也可以看到觸發后的信號。對于高速信號的分析，其實很少去談觸發，因為通常是捕獲很長時間的波形然后做眼圖和抖動分析。觸發可能對于低速信號的測量應用得頻繁些，因為低速信號通常會遇到很怪異的信號需要通過觸發來隔離。

假如示波器的觸發電路壞了，示波器仍然可以工作，只是這時候看到的波形在屏幕上來回“晃動”，或者說在屏幕上閃啊閃的。這其實相當于您將觸發模式設置為“Auto”狀態并把觸發電平設置得超過信號的最大或最小幅值。 示波器的采集存儲器是一個循環緩存，新的數據會不斷覆蓋老的數據，直到采集過程結束。如圖一所示。沒有觸發電路，這些采集的數據不斷地這樣新老交替，在屏幕上視覺上感覺波形在來回“晃動”。Auto Setup是自動觸發設置，示波器根據被測信號的特點自動設置示波器的水平時基，垂直靈敏，偏置和觸發條件，使得波形能顯示在示波器上。其主要目的是保證波形能顯示出來，這對于拿到示波器不知道如何使波形“出來”的新手是有用的。但如果不理解觸發的概念，通過Auto Setup的設置就開始觀察，測量甚至得出結論是不對的。示波器畢竟是工程師的眼睛，工程師需要透徹掌握這個工具，用好這雙眼睛。

所謂觸發，按專業上的解釋是：按照需求設置一定的觸發條件，當波形流中的某一個波形滿足這一條件時，示波器即實時捕獲該波形和其相鄰部分，并顯示在屏幕上。觸發條件的唯一性是精確捕獲的首要條件。為了觀察特定波形之前發生的更多事件，把觸發點往顯示窗口右方推移一段時間，即是延遲觸發；為了了解特定波形之后發生的更多事件，把觸發點往顯示窗口左方推移一段時間，即是超前觸發。如圖二所示。在數字示波器中，觸發點可以位于采集存儲的記錄的任何位置。如圖一的右邊圖形，觸發點停留在采集存儲的中間時刻。

為了更形象地理解觸發，我常用一段很酸的話來形容。所謂觸發，就是“在此刻停留”，或者說是“等待那一刻”。觸發電路可以理解為有那么一雙純情的眼睛在注視在她面前走過的每一個人（信號流），當她看到她的意中人（觸發條件）時，她的眼睛凝視這個人，讓意中人停留在她注視的位置(觸發點)。但她會繼續尋找她的下一個意中人。每次找到了意中人，她都會讓意

中人在她注視的位置（觸發點）停留。因此，她的眼睛注視點(觸發點)的位置只停留那些意中人（滿足條件的波形）。

圖一數字示波器的存儲器是循環緩存

圖二觸發的原理示意圖

讓我們從上面純美的注視的想象中回到專業述語的解釋。 所謂觸發，我理解的作用有兩點：第一，隔離感興趣的事件。第二，同步波形，或者說穩定顯示波形。為說明清楚這兩個作用，我們先來回顧一下設置觸發時要關注的一些方面：觸發源，觸發點，觸發電平，觸發模式，觸發方式。

觸發源：就是以哪個通道的信號作為觸發對象。觸發源可以是示波器的任意通道也可以是外部通道。如圖三所示選擇的觸發源為C2，即通道2。在同時測量四路信號時，選擇哪種信號作為觸發源有時侯有一些技巧，這和您希望調試的問題有關。譬如您需要同時查看六路信號的上電時序，但示波器只有四個通道，這時候可以通過兩次開機的單次觸發捕獲，先捕獲四路信號，并將這四路信號保存為數據文件使得能來重新調回示波器，然后再來捕獲三路信號，這兩次捕獲中以相同的上電復位信號作為觸發源使得波形能夠同步。（如果您在觸發源的選擇方面有什么好的測試案例，歡迎分享給大家。）

圖三觸發設置界面——觸發源

觸發點：觸發點有時侯也叫觸發延遲，但我覺得就叫觸發點更直觀些。它的含義剛已有所解釋，就是眼睛注視的點，就是示波器讓波形停留的時刻，也就是示波器上紅色的小三角對應的位置，如圖四所示，紅色圈中的小紅三角點就是觸發點。設置好觸發條件后，觸發點的位置對應的波形應都是滿足觸發條件的。或者說示波器讓滿足觸發條件的波形隔離在這個觸發點的位置。關于觸發點的設置，我記得我工作時第一個老板教我用示波器的第一招就是觀察電源開機的軟啟動過程時的示波器設置。他強調一定要將觸發點移到示波器的靠近左邊的位置再設置好觸發條件后用單次觸發。將觸發點向左移是為了充分利用示波器的存儲空間。在我來力科的培訓中，老板告訴我，每次設置示波器時都要先看看觸發點、觸發電平在哪里。最好先將觸發點設置在中間位置以方便觀察和調節，因為示波器的波形擴展時是以觸發點為對稱點展開的。在力科示波器的面板上可以簡單的按一下Delay鍵使觸發點自動回到屏幕中間位置。

圖四 觸發點對應示波器的位置及觸發電平的含義

觸發電平：觸發電平是指信號需要達到該電平才能被觸發。在圖四中觸發電平為右邊紅色小三角的位置相對于零電平的幅值大小，也即兩條白線之間的幅值，此例中該數值為圖中右下角紅色方框標示的1.00V這個數值。設置任何觸發條件都需要有一個具體的觸發電平。觸發電平定義了信號是否為滿足觸發條件的“事件”。 圖四中的信號有上升沿，但該上升沿不一定是觸發電路感興趣的事件，也許純美的眼睛想尋找的是個子更高(觸發電平的幅值更高)的意中人（滿足觸發條件的信號）。在上升沿觸發時,只有該上升沿在上升的過程中達到觸發電平的位置才認為是“事件”從而被“隔離”在觸發點。觸發電平可以在Trigger菜單中設置，也可以通過面板上的旋鈕來調節。很多觸發方式的條件都是相對于觸發電平而言。譬如寬度觸發，觸發電路識別的寬度（時間間隔）并不是上升沿的50%到下一個上升沿的50%，而是觸發電平穿越兩個上升沿的交叉點之間的時間間隔。如圖六所示，以藍線從觸發電平的位置穿越波形，和觸發點的位置對應的脈寬相交的兩個藍點之間的時間間隔為觸發條件滿足的寬度大小。在圖例中是3ns-10ns之間，這也就是說觸發功能隔離了我們感興趣的3ns-10ns之間的脈沖寬度。記得我在做研發的時候，用的示波器存儲深度很低，為了捕獲到MOSFET的最大值，并不是一次捕獲很長時間的VDS電壓信號來自動測量峰值，而是不斷地調節觸發電平的幅值，漸漸使觸發電平提高以查看是否能觸發到信號。

圖五 示波器面板按鈕的觸發部分

觸發模式：示波器有四種觸發模式，Auto,Normal,Single,Stop。如圖五面板所示。很多工程師不了解Auto和Normal。Auto是指不管是否滿足觸發條件，都實時刷新波形，這時候示波器的屏幕上的波形通常看起來是“晃動”的。Normal是指滿足觸發條件才觸發，否則波形會靜止不動，并且對于力科示波器在屏幕的右下角有紅色的提示:“Waiting for Trigger”。 Single指僅捕獲第一次滿足觸發條件的波形，捕獲后就停止。 Stop指強制讓波形靜止不動。圖五所示的面板上的綠色的TRIG等的閃爍快慢代表了觸發速率的快慢。