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臺式數字示波器測量低頻信號無法觸發的原因分析

發布時間:2022-07-06 點擊量:103
 
  有位使用臺式數字示波器的朋友說他的示波器自動功能壞掉了,無法自動成功了。我看了一下他發過來的視頻,是一條直線。一開始我懷疑是本身就沒有信號,但他堅稱是有信號的,于是我讓他打開頻率計看看能不能測出頻率,因為頻率計是硬件的,即使信號不在示波器屏幕內,也可以測出來。
 
  顯示的結果是,這個信號的頻率是5Hz。我告訴他這個頻率的信號是不適合用自動功能的,讓他手動調時基即可,5Hz的信號可以把時基打到100ms左右,就能正常顯示信號了,后來一看是個正弦波。
 
  那么,為什么臺式數字示波器測量低頻信號用自動功能無法觸發成功呢?要理解這個問題,首先我們需要來學習示波器觸發中,正常觸發模式和自動觸發模式的區別。
 
  在正常觸發模式下,波形必須滿足觸發條件才會顯示信號,否則示波器就會一直處于等待狀態,示波器屏幕上不出現任何信號,直至符合觸發條件的信號出現。如下圖所示是示波器的校準方波信號,由于觸發電平沒有移動到波形幅值范圍內,信號不滿足觸發條件,因此信號一直處于等待狀態。我們將此信號的觸發電平移入信號范圍后,滿足觸發條件,波形出現,因此示波器處于運行狀態。
 
  而在自動觸發模式下,波形如果滿足觸發條件,就會和正常模式一樣顯示波形,但是如果不滿足觸發條件,示波器就會隨機地強制顯示捕獲的波形。比如剛才的方波信號,我們將示波器的觸發模式設置為自動,然后將信號觸發電平移出波形幅值范圍使其不滿足觸發條件,可以看到波形將變得不穩定隨機出現。那是因為信號幅值范圍沒有包含觸發電平的幅值,因此示波器只能隨機的顯示捕獲的波形,這樣一來每次觸發起始點的位置不一樣,信號看起來就不穩定了。
 
  那么,為什么示波器測量低頻信號時,用自動功能會無法觸發呢?因為示波器判斷收到的信號能否被觸發是需要時間的,當這段時間過去以后如果示波器依然無法斷定該信號能否被觸發,就會認為該信號不可觸發,然后就會變成強制隨機顯示信號。
 
  當信號的頻率很低的時候,信號的周期就會比較長,這個時間很可能超出了示波器判斷信號能否被觸發的時間,因為示波器判斷信號能否被觸發,就是看信號是否具有重復性,也就是是否是周期性的。示波器判斷結束的時候,信號連一個周期都沒走完,示波器就會認為該信號不可觸發,變成強制隨機顯示波形。這就是為什么低頻信號無法被示波器自動觸發的原因。
 
  因此,對于低頻的信號,我們只能手動去調節時基、垂直檔位以及觸發電平來穩定波形,而不是去依賴示波器的自動功能。
 
  最后,如果你手里有信號發生器的話,就可以測出自己示波器自動功能判斷某一類的波形是否能被觸發的時間。只要輸入一個信號,然后從低頻一點點往上調,直到能被觸發的那個信號頻率的倒數,就是示波器自動功能判斷波形是否能被觸發的時間拉。比如麥科信STO1104C的示波器,小麥測試了一下方波信號,當信號是22Hz的時候就可以成功自動觸發,21Hz的時候就無法被自動觸發。
 
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