浅谈示波器X-Y模式示波器触发模式及使用

描述

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。接下来我们就来了解一下示波器的X-Y模式以及示波器触发模式，同时了解一下两种模式的使用

示波器的X-Y模式

X-Y模式得到的图形称为利萨如图形，将两个信号分别输入到示波器的CH1和CH2，以CH1**信号电压**为X-Y坐标轴的X正半轴数值，以CH2信号电压为Y正半轴数值，得到的（X，Y）坐标值为显示出来的点。当信号连续输入时，点也连续，成为线和椭圆（圆）

我们常用示波器的X-Y模式主要有李萨如法，用来测量相同频率信号之间的相位差。

除此之外，X-Y模式还会用来进行元件测试，例如描绘二极管的伏安特性曲线，当然还可以直接测量集成运算放大器的电压转移特性，是可以取代晶体管图示仪的。实际上，在任何涉及两个相互关联的物理量的场合都可以使用X-Y模式很方便的进行测量，如可以使用各种传感器，以便示波器屏幕可显示流量-压力、电压-频率等关系曲线。如果输入的两信号没有线性的频率关系，则不会获得稳定的图形显示。

示波器X-Y模式的原理

X-Y模式显示方法是当示波器的时基关闭时，用另一个信号实现水平偏转，以便观察这两个信号之间的关系。

这种方法最常见的用处是观察两个相同频率信号之间的相位关系，即李萨育图形观测。图1所示的是相位差依次为0°、45*、90*、135°和180° 时的图形。如果两个信号之间的相位差为90° ，幅度又相等时，观测到的图形就是一个圆。

示波器X-Y模式的使用实验

本实验在解调端I支路（对应于CH1）有交流信号，Q支路（对应于CH2）只有直流信号！

这是在锁定模式下全1码的X-Y矢量合成图，由于选择了DC档，两个支路均有直流分量存在且为正电压，电压确定，故矢量图位于坐标轴的第一象限，并且为一个点；

这是在锁定模式下m序列的X-Y矢量合成图，同样选择在DC档，两个支路均有直流分量存在且为正电压，I支路为m序列信号的接收信号，电压在一定范围内波动，故矢量图位于坐标轴的第一象限，并且为一条水平线

示波器的触发模式

示波器的“触发”就是使得示波器的扫描与被观测信号同步，从而显示稳定的波形。为满足不同的观测需要，需要不同的“触发模式”。示波器的基本触发模式有三种：

自动模式（Auto），在这种模式下，当触发没有发生时，示波器的扫描系统会根据设定的扫描速率自动进行扫描；而当有触发发生时，扫描系统会尽量按信号的频率进行扫描，所以在这种模式下不论触发条件是否满足，示波器都会产生扫描，都可以在屏幕上可以看到有变化的扫描线，这是这种模式的特点。

正常模式/常规模式（Norm），也就是Trigger模式。这种模式与自动模式不同，在这种模式下示波器只有当触发条件满足了才进行扫描，如果没有触发，就不进行扫描。因此在这种模式下如果没有触发的话，对于模拟示波器会看不到扫描线，屏幕上什么都没有，对于数字示波器会看不到波形更新，不了解这一点常常会以为是信号没连上或什么其他故障。

单次模式（Single），这种模式与“正常模式”有点类似，就是只有当触发条件满足时才产生扫描，否则不扫描。而不同之处在于，这种扫描一但产生并完成后，示波器的扫描系统即进入一种休止状态，即使后面再有满足触发条件的信号出现也不再进行扫描，也就是触发一次只扫描一次，即单次，必须通过手工的方法将扫描系统重启，才能产生下一次触发。

示波器触发

触发条件：用作触发条件的形式很多，最常用最基本的就是“边沿触发”，即将被测信号的变化（即信号上升或下降的边沿）与某一电平相比较，当信号的变化以某种选定的方式达到这一电平时，产生一个触发信号，启动一次扫描。可以将触发电平选在0V，当被测信号从低到高跨越这个电平时，就产生一次扫描，这样就得到了与被测信号同步的扫描信号。其他的触发条件有“脉宽触发” 、“斜率触发”、“状态触发” 等等，这些触发条件通常会在比较高档的示波器中出现。

示波器的触发条件

边沿触发

边缘触发是最简单、最有效的触发方法。大多数应用仅使用边缘触发来触发波形。边缘触发仅是信号的边缘、极性和电平。当测量信号的电平变化方向与设定值（向上或向下）相同时，其值与触发电平相同，触发示波器并捕获波形。如图三所示，触发点的停止点总是上升沿。如果达到触发电平的高度，则触发上升沿的上升，否则在正常模式下示波器上的波形仍然不移动，指示波装置的右下角指示“等待触发”。

由边缘触发扩展的是边缘延迟触发（HOLDOFF），在解释示波器触发的第二个功能之前被提到。每次触发到前边缘时，等待设置的等待时间或延迟事件触发下一满足条件的边缘，从而可以延迟最长的20s或9999999事件。该事件相对于触发级别，触发图2中的示例中所示位置的级别，并且需要延迟3个事件。如果触发电平超过短脉冲的高度，则两个事件被延迟。

宽度和毛刺触发

根据信号宽度值/毛刺值触发，可以选择正或负宽度/毛刺，可用于捕获信号中的稀薄宽度/毛刺信号。图五的触发设置是，当触发电平的C2脉冲的正脉冲宽度被隔离在90NS和120纳秒之间时，触发点的位置是脉冲的下降沿。如果触发负脉冲宽度，则触发点的位置是脉冲的上升沿。脉冲宽度范围的定义可以小于或大于范围内或之外的范围。毛刺触发和宽度触发相似

在许多实际测试中应用了宽度/毛刺触发器。在图六的例子中，用户想要稳定地显示波形，并且可以连续地测量虚线内的信号的眼图。因此，可以用正宽度触发，但触发电平不应高于连续信号的最小值。

间隔触发

它是由相邻极性沿时间触发的，正负或负。设置的条件可以小于或大于范围内或之外的条件。图七的触发设置是通过触发电平的相邻正边之间的时间间隔。它当1.5～2.5U时触发。在图中，触发电平必须设置为超过幅度的短脉冲，否则将永远无法满足该条件。

TV触发

一种专门为电视信号设计的触发方法，这种模式下的触发电平控制不起作用。示波器使用视频信号中的同步脉冲作为触发信号。电视触发有两种模式：TVF场和TVL。

此外，还有斜率触发和各种串行数据触发器，如I2C触发器、SPI触发器、CANBus trigger等，没有逐一讨论。它值得强调的是，该部门的触发器设置界面的右下角具有每个触发的含义的图形表示和文本解释，提供了直观的界面。了解每个触发器的含义将帮助我们知道当遇到实际信号时使用什么触发器。

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