示波器触发电平的工作过程和噪声抑制功能

概述

图1 0~20V的脉冲，上升沿触发，触发电平5V

不能成功触发信号

在示波器的日常使用中，部分用户可能会发现触发电平已经与沿相交了，但是并没有实际触发到信号。

这个问题主要取决于用户具体的触发设置。本文主要以类似问题展示触发电平具体工作过程，以及触发灵敏度/迟滞范围的概念。

01触发电平与迟滞范围

首先我们需要了解触发电平具体是怎么工作的。

触发通道在触发信号的具体过程与用户设置触发信号的过程略有不同。在调节触发信号的时候，我们一般通过trig level按钮或者触摸屏设置的时候，只能看到显示触发电平的白色虚线，很容易认为只需要有信号与触发电平相交即可稳定触发信号。如上图1的信号，部分用户或许会直观地认为可以将触发电平设置在0V~20V之间均可以成功触发。

实际上触发通道触发信号是通过两个电平，触发电平（fire level）和准备电平（arm level）组成的迟滞范围来完成触发的（您可以在对应产品数据手册通过触发灵敏度来找到具体的迟滞范围参数）。

信号将会根据设置的触发沿类型，在迟滞范围内，信号先通过准备电平，经过迟滞范围，最后到达触发电平，此时与触发电平相交的点才是触发点。如图2示意图。

图2 迟滞范围

所以实际在图1的触发过程中需要判断迟滞范围才可以稳定触发信号，如图3，设置触发电平为5V时，没有信号通过准备电平，故触发失败。

图3 触发失败时迟滞范围

将触发电平稍微调高点可以正常触发，如图4。

图4 调高触发电平成功触发

实际触发的时候，示波器的迟滞范围一般都会比理论范围偏小一点。

本例采用的示波器是SDS6000 Pro系列，默认关闭噪声抑制情况下的迟滞范围/触发灵敏度为0.52div。由图4可以看到理论上5.2V触发信号即可成功触发信号，但是实际上需要将触发电平设置到6.1V（0.61div）才成功触发。

02噪声抑制功能

以上情况是开启噪声抑制功能引起的。

SDS6000 Pro系列示波器的迟滞范围在开启噪声抑制的情况下是0.66div，图4的情况仍在数据手册规格之内。关闭噪声抑制，可以发现触发电平设置到2.1V的时候已经稳定触发信号。

图5 关闭噪声抑制

在上述类型的输入信号不需要开启噪声抑制，您可以根据不同的输入信号选择对应的触发设置，避免在某些场景的时候影响测试。下面将继续举例展示噪声抑制适用范围。

噪声抑制：噪声抑制功能通过增大触发电平的迟滞范围来实现。开启该功能后，能减小触发信号中噪声触发的可能性，但同时会降低触发的灵敏度。

如图6，输入信号为一个幅度大约是0~20V的加入噪声的信号，触发设置依旧是上升沿触发，但是可以明显发现，在噪声干扰下，实际上会有下降沿的信号也被触发到。

图6 约0~20V的正弦信号，设置上升沿触发，触发电平10V

将波形放大细看，根据上面测试可知测试样机在关掉噪声抑制时实际迟滞范围为2.1V，实际上下降沿中有噪声信号满足了该迟滞范围导致触发到正弦的下降沿，详见图7。

图7 下降沿中，噪声信号满足了上升沿触发的迟滞范围条件

对于图7的场景开启噪声抑制，正常避免噪声干扰触发，见下图8。

图8 开启噪声抑制

小结

本文详细解析了示波器触发功能中的迟滞范围、触发灵敏度与噪声抑制机制。通过实际案例说明，触发需满足信号通过准备电平与触发电平构成的迟滞范围，而非简单相交。测试显示，SDS6000 Pro示波器默认迟滞范围为0.52div，但噪声抑制功能会将其扩大至0.66div，虽可抑制噪声误触发，但会降低灵敏度。用户需根据信号特性灵活选择触发设置——低噪声信号关闭噪声抑制以提高灵敏度，高噪声环境则启用该功能确保稳定触发。

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