數(shù)字示波器測量低頻信號用自動功能無法觸發(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(fā)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(nèi)，也可以測出來。

顯示的結(jié)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(diào)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，為什么示波器測量低頻信號用自動功能無法觸發(fā)成功呢？要理解這個問題，首先我們需要來學習示波器觸發(fā)中，正常觸發(fā)模式和自動觸發(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)條件才會顯示信號，否則示波器就會一直處于等待狀態(tài)，示波器屏幕上不出現(xiàn)任何信號，直至符合觸發(fā)條件的信號出現(xiàn)。如下圖所示是示波器的校準方波信號，由于觸發(fā)電平?jīng)]有移動到波形幅值范圍內(nèi)，信號不滿足觸發(fā)條件，因此信號一直處于等待狀態(tài)。我們將此信號的觸發(fā)電平移入信號范圍后，滿足觸發(fā)條件，波形出現(xiàn)，因此示波器處于運行狀態(tài)。

而在自動觸發(fā)模式下，波形如果滿足觸發(fā)條件，就會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(fā)模式設置為自動，然后將信號觸發(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)定隨機出現(xiàn)。那是因為信號幅值范圍沒有包含觸發(fā)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(fā)起始點的位置不一樣，信號看起來就不穩(wěn)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(fā)呢？因為示波器判斷收到的信號能否被觸發(fā)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(fā)，就會認為該信號不可觸發(fā)，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(fā)的時間，因為示波器判斷信號能否被觸發(fā)，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(jié)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(fā)，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(fā)的原因。

因此，對于低頻的信號，我們只能手動去調(diào)節(jié)時基、垂直檔位以及觸發(fā)電平來穩(wěn)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(fā)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(fā)的時間。只要輸入一個信號，然后從低頻一點點往上調(diào)，直到能被觸發(fā)的那個信號頻率的倒數(shù)，就是示波器自動功能判斷波形是否能被觸發(fā)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(fā)，21Hz的時候就無法被自動觸發(fā)。

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