本文導(dǎo)讀

傳統(tǒng)模擬觸發(fā)器靈敏度固定，難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜測(cè)試場(chǎng)景。ZDS3024E憑借0div~1.5div可調(diào)觸發(fā)靈敏度和全數(shù)字化架構(gòu)，讓工程師精準(zhǔn)捕獲微弱信號(hào)、抑制強(qiáng)噪聲干擾，解決“抓不穩(wěn)、漏信號(hào)”難題。本文將對(duì)比模擬與數(shù)字觸發(fā)技術(shù)差異，詳解觸發(fā)靈敏度工程意義，并提供實(shí)用調(diào)節(jié)指南。

測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，你遇到過這些問題嗎？

微弱的傳感器信號(hào)“若隱若現(xiàn)”，強(qiáng)噪聲環(huán)境下波形“瘋狂跳躍”，關(guān)鍵的瞬態(tài)異常“轉(zhuǎn)眼即逝”？這些問題的根源，往往指向同一個(gè)核心——示波器的觸發(fā)系統(tǒng)。

作為示波器的“眼睛”，觸發(fā)器的性能直接決定了信號(hào)捕獲的精準(zhǔn)度。傳統(tǒng)模擬觸發(fā)器的固定靈敏度設(shè)計(jì)，難以滿足日益復(fù)雜的測(cè)試場(chǎng)景。致遠(yuǎn)儀器ZDS3024E數(shù)字示波器，采用數(shù)字觸發(fā)器進(jìn)行觸發(fā)，避免了模擬觸發(fā)器存在的信號(hào)抖動(dòng)問題，實(shí)現(xiàn)高觸發(fā)靈敏度，可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的性能優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)對(duì)比：為什么選擇數(shù)字觸發(fā)架構(gòu)？

1、模擬觸發(fā)器的技術(shù)局限傳統(tǒng)模擬觸發(fā)器依賴純模擬電路，信號(hào)需要分為采樣通路和觸發(fā)通路并行傳輸。這種架構(gòu)存在三個(gè)問題：靈敏度無法動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)：觸發(fā)門檻由固定的電阻、電容參數(shù)決定，面對(duì)信號(hào)幅度變化時(shí)只能“一刀切”，導(dǎo)致小信號(hào)“看不見”、強(qiáng)噪聲“亂觸發(fā)”。通路延時(shí)差異大：兩條物理通路受環(huán)境溫度、器件老化影響，延時(shí)差可達(dá)50ns以上，造成波形邊沿頻繁漂移，無法精準(zhǔn)定位觸發(fā)點(diǎn)。瞬態(tài)響應(yīng)能力弱：觸發(fā)后需等待電容放電復(fù)位，死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)，高頻瞬態(tài)信號(hào)容易丟失，整體捕獲效率偏低。

圖1 模擬觸發(fā)器原理圖

2、ZDS3024E數(shù)字觸發(fā)器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

ZDS3024E采用“采樣即觸發(fā)”的全數(shù)字化架構(gòu)，信號(hào)經(jīng)4GSa/s高速ADC直接量化后進(jìn)入高性能FPGA處理，采樣與觸發(fā)共享同一數(shù)字通路，從根源上突破模擬觸發(fā)器的局限：零通路差異：消除了物理通路延時(shí)，觸發(fā)抖動(dòng)時(shí)間僅為傳統(tǒng)方案的1/10，波形邊沿對(duì)齊精度達(dá)到ns級(jí)，即使是復(fù)雜的PWM信號(hào)也能穩(wěn)定顯示。全域靈敏度調(diào)節(jié)：支持0div~1.5div連續(xù)調(diào)節(jié)，既能捕捉5mV級(jí)微弱信號(hào)，又能抑制200mV強(qiáng)噪聲干擾，一臺(tái)設(shè)備適配全場(chǎng)景需求。瞬態(tài)捕獲無死角：搭載1ns級(jí)數(shù)字TDC（時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器），大幅縮短死區(qū)時(shí)間，對(duì)偶發(fā)毛刺、電源瞬態(tài)等異常信號(hào)的捕獲概率提升30倍以上。智能抗干擾算法：內(nèi)置自適應(yīng)噪聲濾波模塊，結(jié)合可調(diào)靈敏度，能精準(zhǔn)區(qū)分10mV有效信號(hào)與5mV干擾噪聲。
圖2 數(shù)字觸發(fā)器原理圖

觸發(fā)靈敏度：如何用“可調(diào)門檻”解決測(cè)試痛點(diǎn)？

1、什么是觸發(fā)靈敏度？簡(jiǎn)單來說，觸發(fā)靈敏度就是觸發(fā)器對(duì)信號(hào)變化的“感知門檻”。對(duì)于ZDS3024E：靈敏度數(shù)值越小，感知越敏銳，能捕捉細(xì)微變化，但可能受噪聲干擾；靈敏度數(shù)值越大，抗干擾能力強(qiáng)，但可能錯(cuò)過小幅度信號(hào)。它就像示波器的“智能過濾器”，ZDS3024E的0~1.5div觸發(fā)靈敏度可調(diào)特性，讓工程師能根據(jù)具體信號(hào)特性精確匹配最優(yōu)參數(shù)。（ZDS3024E示波器觸發(fā)靈敏度默認(rèn)為0.3div。）

2、靈敏度過大過小會(huì)有什么問題？1）靈敏度過低導(dǎo)致的誤觸發(fā)現(xiàn)象：波形在屏幕上劇烈抖動(dòng)，觸發(fā)位置飄忽不定，甚至無信號(hào)輸入時(shí)也在持續(xù)觸發(fā)。觀察動(dòng)圖可以看到原波形存在毛刺尖峰信號(hào)，在觸發(fā)靈敏度為0div時(shí)出現(xiàn)誤觸發(fā)的情況。原因：電路中的噪聲、干擾或信號(hào)上的微小毛刺，其變化量輕易超過了過低的靈敏度門檻，被誤認(rèn)為是有效觸發(fā)信號(hào)。

圖3 誤觸發(fā)動(dòng)圖情況
2）靈敏度過高導(dǎo)致的漏觸發(fā)現(xiàn)象：明顯存在的信號(hào)卻無法穩(wěn)定觸發(fā)，特別是小幅度、緩邊沿或帶噪聲的信號(hào)。觀察動(dòng)圖可以看到原始波形存在毛刺尖峰信號(hào)，在觸發(fā)靈敏度為1.5div時(shí)，會(huì)出現(xiàn)漏觸發(fā)波形的的情況。原因：毛刺信號(hào)沒能達(dá)到靈敏度設(shè)定的門檻值，觸發(fā)電路無法準(zhǔn)確觸發(fā)出小信號(hào)，在大信號(hào)和小信號(hào)同時(shí)存在的場(chǎng)景這種情況更為常見。

圖4 漏觸發(fā)情況
3、觸發(fā)靈敏度的重要性

區(qū)分信號(hào)與噪聲：信號(hào)總是伴隨著噪聲。靈敏度設(shè)置得當(dāng)，能讓示波器忽略掉無用的噪聲波動(dòng)，只在真正的信號(hào)邊沿到來時(shí)才觸發(fā)；

保證觸發(fā)穩(wěn)定性：避免因噪聲導(dǎo)致的“誤觸發(fā)”或“漏觸發(fā)”，讓波形穩(wěn)定地顯示在屏幕上；

影響捕獲小信號(hào)的能力：對(duì)于幅度很小的信號(hào)，如微弱脈沖、傳感器信號(hào)，靈敏度設(shè)置過低可能導(dǎo)致無法觸發(fā)捕獲。

如何使用ZDS3024E調(diào)對(duì)靈敏度參數(shù)？

為了能讓示波器感知到更小的信號(hào)變化，更容易捕獲到目標(biāo)信號(hào)，尤其是小信號(hào)或邊沿緩的信號(hào)，在保證穩(wěn)定觸發(fā)的前提下，應(yīng)該盡可能降低靈敏度。

1、先找到信號(hào)

使用“Auto”模式，讓目標(biāo)信號(hào)大致顯示在屏幕上，此時(shí)觸發(fā)穩(wěn)定性可以暫時(shí)忽略；

圖5 波形捕獲觸發(fā)不穩(wěn)定

2、微調(diào)與驗(yàn)證

若出現(xiàn)漏觸發(fā)（無波形顯示），逐步降低靈敏度值

若出現(xiàn)誤觸發(fā)（波形抖動(dòng)），適當(dāng)提高靈敏度值

• 重復(fù)調(diào)節(jié)直至波形穩(wěn)定且無誤觸發(fā)
  

圖6 波形捕獲觸發(fā)穩(wěn)定

3、針對(duì)特殊信號(hào)

針對(duì)小信號(hào)或緩邊沿，需要設(shè)置較低的靈敏度，配合使用高分辨率模式或帶寬限制功能，進(jìn)一步降低噪聲影響。

總 結(jié)

ZDS3024E數(shù)字示波器通過可調(diào)觸發(fā)靈敏度（0div~1.5div）和超低觸發(fā)抖動(dòng)（<5ns），實(shí)現(xiàn)了“小信號(hào)零遺漏、強(qiáng)噪聲穩(wěn)觸發(fā)、瞬態(tài)異常全捕獲”。無論是傳感器信號(hào)調(diào)試、工業(yè)控制系統(tǒng)驗(yàn)證，還是電源完整性分析，可調(diào)觸發(fā)靈敏度都能幫助工程師更準(zhǔn)確地捕獲目標(biāo)信號(hào)，有效解決觸發(fā)問題導(dǎo)致的測(cè)試?yán)_。