오실로스코프 트리거는 실제로 어떻게 작동합니까?

디지털 오실로스코프, 특히 트리거링에 대해 더 많이 배우려고합니다. 트리거가 작동하는 방식은 다음과 같습니다. 트리거를 에지 모드로 설정하고 레벨을 5V로 설정했다고 가정하겠습니다. 측정 된 신호가 5V에 도달하면 스코프의 ADC가 활성화되고 신호 샘플링이 시작됩니다. 일정량의 데이터 포인트가 수집되고 이러한 포인트가 화면에 표시됩니다. 그런 다음 작은 "데드 타임 (dead time)"이 있으며 그 후에 스코프는 트리거 조건이 충족 될 때까지 다시 대기하며 동일한 양의 데이터 포인트가 다시 수집됩니다. 이것들은 이제 이전 샘플 세트와 일치해야하므로 스코프 출력이 화면에서 안정적으로 보입니다.

시간 축은 내가 완전히 이해하지 못하는 것입니다. 강조 표시된 점선이 교차하는 그리드의 원점이 트리거 포인트라고 생각합니다. 이 시점 ( "t = 0")에서 전압은 트리거 레벨 전압과 같아야합니다. 지금까지 내가 맞습니까? 문제는 항상 오실로스코프의 경우가 아닙니다. 원점의 전압이 트리거 레벨과 같지 않은 경우도 있고 신호가 한 방향으로 천천히 드리프트되기도합니다. 트리거가 설정되어 있어도 신호가 드리프트되는 원인은 무엇입니까?

내가 가진 또 다른 혼란 : 나는 원점의 오른쪽이 "포스트 트리거"데이터라고하고 왼쪽은 "트리거 전"데이터를 보았습니다. 데이터 수집이 트리거에서 시작되면 트리거 이전의 데이터는 어떻게됩니까? 트리거 포인트가 실제로 화면의 가장 왼쪽에 있지 않아야합니까?

일반적인 관심에서 벗어나 시간을 거슬러 올라가 아날로그 오실로스코프 트리거링의 작동 방식에 대해 이야기 해 보겠습니다.

구식 오실로스코프는 벡터 장치입니다 입니다. 다시 말해, 화면의 도트는 두 가지 전압에 의해 조작됩니다. 하나는 세로로 움직이고, 하나는 가로로 움직입니다. 그들은 전자 빔의 정전기 편향에 의해이를 수행합니다. 효과적으로, 편향 판의 전압 은 스코프 디스플레이에서 "도트"의 위치와 직접 일치합니다.

디스플레이는 전압을 도트 위치로 직접 변환하기 때문에 트레이스의 수직 (예 : 크기) 값에 대해이를 쉽게 달성 할 수 있습니다. 입력 신호를 필요에 따라 버퍼링하고 증폭하여 수직 편향 판에 적용하면됩니다.

수평 스위프는 커패시터에 축적 된 전압에 의해 내부적으로 제어됩니다 (수직 플레이트와 동일한 방식으로 플레이트를 구동하기 위해 증폭됩니다). 스위핑은 커패시터를 충전하는 전류 소스에 의해 달성되었습니다. 수평 타임베이스를 변경했을 때 충전 전류를 변경하거나 커패시터 값을 전환했습니다.

트리거는 기본적으로 커패시터를 단락시켜 작동하므로 빔 (점을 만드는)은 X의 단일 위치에 고정됩니다. 트리거 이벤트가 발생하면 오실로스코프의 래치가 뒤집히고 커패시터 통합 기가 누적되기 시작합니다. 화면에서 선형 스위프를 생성합니다.

커패시터 충전이 특정 전압에 도달하면 스윕이 "완료"로 처리되고 커패시터의 충전이 전자 스위치를 통해 덤프 된 다음 시스템이 다른 트리거 이벤트를 준비합니다.

이것은 오실로스코프 트리거링을 둘러싼 많은 언어가 아날로그 오실로스코프에서 파생되기 때문에 관련이 있습니다. "데드 타임"은 아날로그 오실로스코프의 경우 수평 스위프 커패시터가 방전되는 데 0이 아닌 시간이 걸리기 때문입니다. 데드 타임이없는 디지털 오실로스코프를 생산할 수 있습니다.

접선:

아날로그 오실로스코프 를 사용 하면 트리거 이벤트 전에 데이터 를 얻는 것이 훨씬 어렵습니다. 그렇게하는 유일한 방법은 지연 라인 이라고하는 것을 사용하는 것 입니다.

                                      _____________________
                                     |                     |
Signal > -----+-->| Delay Line |>--->| Analog In           |
              |                      |                     |
              |                      |    Oscilloscope     |
              |                      |                     |
              +--------------------->| Trigger In          |
                                     |_____________________|

지연 라인을 사용하여 입력 신호를 지연시키고 실제 트리거에 대해 별도의 트리거 입력을 사용하십시오. 이렇게하면 지연 라인이 지연되는 시간 (일반적으로 최대 수백 나노초)까지 트레이스 시작을 효과적으로 시간 이동시킬 수 있습니다.

이 기술의 단점은 특수한 위젯 (지연 선)이 필요하다는 것입니다. 일반적으로 고정 지연이며 대역폭과 특성에 따라 신호에 영향을 줄 수 있습니다.

측정 된 신호가 5V에 도달하면 스코프의 ADC가 활성화되고 신호 샘플링이 시작됩니다. 일정량의 데이터 포인트가 수집되고 이러한 포인트가 화면에 표시됩니다.

스코프의 ADC는 지속적으로 데이터를 실행하고 수집 중입니다. 트리거는 표시되는 내용을 제어합니다.

그런 다음 작은 "데드 타임 (dead time)"이 있으며 그 후에 스코프는 트리거 조건이 충족 될 때까지 다시 대기하며 동일한 양의 데이터 포인트가 다시 수집됩니다. 이것들은 이제 이전 샘플 세트와 일치해야하므로 스코프 출력이 화면에서 안정적으로 보입니다.

신호가 완벽하게주기적이고 명시 적으로 트리거 된 데이터 만 표시하는 경우에만 해당됩니다 (많은 스코프에는 스코프가 트리거되지 않은 경우에도 데이터를 표시하는 "자동"트리거 기능이 있음). 내 답변에 대한 의견에서 하스가 언급 한 바와 같이, 설명하는 "데드 타임"을 홀드 오프 라고하며 , 특정 파형에서 트리거 할 때이를 올바르게 설정하는 것이 필수적입니다. 예를 들어, 빠른 펄스가 두 개이고 긴 지연이있는주기적인 신호는 두 번째 펄스를 무시할만큼 오랫동안 홀드 오프가 필요합니다 (따라서 스코프는 두 번째 펄스에서 다시 트리거되지 않습니다).

시간 축은 내가 완전히 이해하지 못하는 것입니다. 강조 표시된 점선이 교차하는 그리드의 원점이 트리거 포인트라고 생각합니다. 이 시점 ( "t = 0")에서 전압은 트리거 레벨 전압과 같아야합니다. 지금까지 내가 맞습니까?

예.

문제는 항상 오실로스코프의 경우가 아닙니다. 원점의 전압이 트리거 레벨과 같지 않을 때도 신호가 천천히 어느 방향 으로든 드리프트합니다. 트리거가 설정되어 있어도 신호가 드리프트되는 원인은 무엇입니까?

x 축은 대부분의 오실로스코프에서 움직일 수 있습니다. 스크린 샷을 자세히 보면 화면 상단에 아래쪽을 가리키는 흰색 화살표가 있습니다. 그것은 당신의 수평입니다$t = 0$) 참조. 또한 현재 설정된 트리거 레벨을 나타내는 왼쪽을 가리키는 오른쪽으로 노란색 화살표가 나타납니다.

내가 가진 또 다른 혼란 : 나는 원점의 오른쪽이 "포스트 트리거"데이터와 왼쪽의 "프리 트리거"데이터를 보았습니다. 데이터 수집이 트리거에서 시작되는 경우 트리거 이전의 데이터는 어떻게됩니까? 트리거 포인트가 실제로 화면의 가장 왼쪽에 있지 않아야합니까?

스코프는 지속적으로 데이터를 캡처하지만 캡처 된 데이터가 트리거 조건을 충족하는 경우에만 데이터를 표시합니다. 수평 위치에 따라 표시되는 사후 트리거 또는 사전 트리거 데이터의 양이 다릅니다.

기본 USB 오실로스코프는 지속적인 소프트웨어 \ 디지털 트리거링을 사용하지만 이것이 벤치 탑 스코프의 작동 방식이 아닙니다. ADC로 모든 정보를 모니터링 할 수있는 고속의 아날로그 대역폭이 너무 많습니다. 특히 최신 스코프에는 고급 트리거링 옵션이 있기 때문입니다.

최신 오실로스코프에는 들어오는 전압을 사전 설정된 레벨과 비교 한 다음 트리거하는 비교기가 있습니다. 고속에서는 ADC가 데이터를 유지할 수 있지만 처리하는 데 문제가되므로 트리거 될 때 스코프는 트리거 포인트 주변의 ADC 데이터 만 표시합니다.

출처 : 키 사이트

원점의 전압이 트리거 레벨과 같지 않은 경우도 있고 신호가 천천히 어느 방향 으로든 드리프트합니다. 트리거가 설정되어 있어도 신호가 드리프트되는 원인은 무엇입니까?

작은 화살표는 스코프의 트리거 레벨이 트리거되는 위치를 결정합니다.

내가 가진 또 다른 혼란 : 나는 원점의 오른쪽이 "포스트 트리거"데이터와 왼쪽의 "트리거 전"데이터를 보았습니다. 데이터 수집이 트리거에서 시작되면 트리거 이전의 데이터는 어떻게됩니까? 트리거 포인트가 실제로 화면의 가장 왼쪽에 있지 않아야합니까?

수평 위치 버튼을 사용하면 트리거 포인트를 왼쪽으로 이동하고 더 많은 데이터를 오른쪽으로 가져올 수 있습니다. 대부분의 사람들은 트리거 전에 발생하는 일에 관심이 있기 때문에 오실로스코프에서도이를 보여줍니다.

트리거가 설정되어 있어도 신호가 드리프트되는 원인은 무엇입니까?

무서운 드리프트는 많은 원인을 가질 수 있습니다 ...

• 당신은 찾고 있습니다 채널 1에서,하지만 트리거는 채널 2 입력에서 찾고, 또는 '범위는 외부 트리거 입력 잭이있다. 방아쇠가 항상보고있는 것과 동일한 파도를보고 있다고 가정하지 마십시오.
• 많은 '스코프에는 Auto, Normal, Single 과 같은 트리거 메뉴가 있습니다. 스코프에 Normal 또는 Single 트리거가 없으면 빈 화면이 표시됩니다.
  그러나 Auto 에서 '스코프는 종종 짧은 시간 동안 기다렸다가 트리거를 찾습니다. 트리거 할 수있는 입력이 표시되지 않으면 해당 순간 데이터 버퍼에있는 내용이 표시됩니다. 드리프트 표시가 나타납니다. 트리거 레벨 이 원인 일 수 있습니다. 제어가 너무 높거나 (파형 위) 또는 너무 낮게 (파형 아래) 설정 .
• 트리거 회로에는 종종 적절한 신호 레벨이 필요합니다. 화면에서 파형이 너무 작 으면 트리거가 생성되지 않을 수 있습니다.
• 트리거 메뉴에는 예를 들어 비디오 신호가 예상되는 이국적인 모드가 포함될 수 있습니다. 비디오 신호에는 적합하지만 다른 파형에는 적합하지 않습니다.
• 다른 트리거 옵션은 노이즈 필터링, 고주파수 제거, 저주파수 제거를 제공 할 수 있습니다. 디스플레이에서 깨끗하게 나타나는 파형에서 트리거링 프로세스를 손상시킬 수 있습니다.
• 사진에서 트리거 포인트는 화면 중간에 표시됩니다 (가장 일반적으로 표시되는 위치). 작은 아래쪽 화살표입니다. 그러나 트리거 지점이 화면 외부에있는 경우가 있습니다. 당신의 '범위는 그렇습니다, 나는 트리거하고 있습니다 하고 있습니다 (사진에서 녹색 Trig'd 아이콘), 표시된 파도가 표류하거나 흐릿합니다. horiz 위치 제어를 사용하여 트리거를 집으로 되 돌리면 드리프트 또는 지터가 사라질 수 있습니다.

실제로는 자동 설정에 의존하지 않고 디스플레이 상태를 복원하는 적절한 제어 방법을 찾는 방법을 배울 수 있습니다 . 복잡한 파형의 일부를 보려면 많은 메뉴에서 적절한 설정이 필요할 수 있습니다 ... 자동 설정은 모든 메뉴를 지우고 때로는 선택을 잘못합니다.

트리거가 작동하는 방식은 다음과 같습니다. 트리거를 에지 모드로 설정하고 레벨을 5V로 설정했다고 가정하겠습니다. 측정 된 신호가 5V에 도달하면 스코프의 ADC가 활성화되고 신호 샘플링이 시작됩니다. 일정량의 데이터 포인트가 수집되고 이러한 포인트가 화면에 표시됩니다. 그런 다음 작은 "데드 타임 (dead time)"이 있으며 그 후에 스코프는 트리거 조건이 충족 될 때까지 다시 대기하며 동일한 양의 데이터 포인트가 다시 수집됩니다. 이것들은 이제 이전 샘플 세트와 일치해야하므로 스코프 출력이 화면에서 안정적으로 보입니다.

이것은 오래된 아날로그 스코프가 작동 한 방식입니다. 디지털 범위가 다릅니다. ADC는 지속적으로 데이터를 버퍼로 캡처합니다. 처음에는 '사전 트리거'버퍼가 채워질 때까지 트리거를 무시합니다. 그런 다음 트리거 조건을 검색하는 동안이 버퍼를 계속 덮어 씁니다. 트리거가 발견되면 스코프가 나머지 버퍼를 채우고 전체 버퍼를 표시합니다. 이런 방식으로 트리거 지점을 스코프 디스플레이의 어느 곳에 나 배치 할 수 있습니다. 반대로, 아날로그 스코프의 트리거 포인트는 거의 유연하지 않으며 일반적으로 디스플레이의 왼쪽에 배치 할 수 있습니다. 지연 라인을 사용하면 몇 ns 동안 디스플레이로 이동할 수 있습니다.

디지털 스코프의 데드 타임은 트리거 후 버퍼를 처리하고 표시하는 데 걸리는 시간, 새로운 캡처를 얻기 위해 획득 하드웨어를 재설정하는 데 걸리는 시간 및 사전 트리거 버퍼를 채우는 데 걸리는 시간입니다. 이 중 일부는 특수한 획득 및 신호 처리 하드웨어를 통해 병렬로 처리되거나 가속화 될 수 있습니다.

시간 축은 내가 완전히 이해하지 못하는 것입니다. 강조 표시된 점선이 교차하는 그리드의 원점이 트리거 포인트라고 생각합니다. 이 시점 ( "t = 0")에서 전압은 트리거 레벨 전압과 같아야합니다. 지금까지 내가 맞습니까? 문제는 항상 오실로스코프의 경우가 아닙니다. 원점의 전압이 트리거 레벨과 같지 않은 경우도 있고 신호가 천천히 어느 방향 으로든 드리프트합니다. 트리거가 설정되어 있어도 신호가 드리프트되는 원인은 무엇입니까?

스크린 샷에서 신호는 작은 트리거 레벨과 위치 화살표로 표시되는 트리거 포인트를 교차하는 것처럼 보입니다. 이는 정확하게 예상되는 것입니다.

일부 스코프 (특히 더 높은 엔드 스코프)에서 트리거링 경로는 획득 경로와 분리 될 수 있습니다. 이 경우 트리거 신호는 내부적으로 비교기에서 비롯되며 ADC와 트리거 비교기 사이에서 캘리브레이션이 드리프트 될 수 있으므로 트리거 레벨과 위치가 정확하지 않아야합니다.

내가 가진 또 다른 혼란 : 나는 원점의 오른쪽이 "포스트 트리거"데이터와 왼쪽의 "프리 트리거"데이터를 보았습니다. 데이터 수집이 트리거에서 시작되는 경우 트리거 이전의 데이터는 어떻게됩니까? 트리거 포인트가 실제로 화면의 가장 왼쪽에 있지 않아야합니까?

다시, 디지털 스코프에서 캡처는 연속적이며 스코프는 트리거 조건이 발생할 때까지 지속적으로 새로 고쳐지는 사전 트리거 버퍼를 유지합니다. 이 기능은 아날로그 스코프와 관련하여 불가능한 일부 이벤트를 볼 수있게하는 매우 강력한 기능입니다 (데이터 입력에 충분히 긴 지연을 삽입 할 수있는 경우가 아니라면 실제로는 나노초).