reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© Pixabay Technologie | 20 lutego 2017

Konfigurowanie układu wyzwalania oscyloskopu

Dlaczego uk┼éad wyzwalania jest wa┼╝ny? Jedn─ů z najwa┼╝niejszych w┼éa┼Ťciwo┼Ťci oscyloskopu jest jego zdolno┼Ť─ç do wyzwolenia pomiaru na sygnale wej┼Ťciowym.
Ta cecha, kt├│r─ů cz─Östo przyjmujemy za oczywist─ů lub ignorujemy skupiaj─ůc si─Ö na innych, bardziej atrakcyjnych funkcjach, ma podstawowe znaczenie dla wy┼Ťwietlenia przez oscyloskop sygna┼éu u┼╝ytecznego. Niemal wszyscy (w ka┼╝dym razie wi─Ökszo┼Ť─ç u┼╝ytkownik├│w sprzed pokolenia millenials├│w) mieli okazj─Ö w┼é─ůczy─ç oscyloskop analogowy i obserwowa─ç zielon─ů lini─Ö przewijaj─ůc─ů si─Ö przez ekran. Cho─ç jest to rzadziej spotykane w dzisiejszych czasach w zwi─ůzku z wprowadzeniem nowoczesnych technologii wyzwalania, efekty typu ÔÇťghostÔÇŁ (Rys. 1) wci─ů┼╝ mog─ů nieprzyjemnie zaskoczy─ç u┼╝ytkownika podczas debugowania systemu. W tym artykule przeanalizujemy, jak dzia┼éa uk┼éad wyzwalania, a nast─Öpnie skupimy si─Ö na jego rzadko wykorzystywanych cechach, kt├│re pozwalaj─ů w pe┼éni wykorzysta─ç mo┼╝liwo┼Ťci oscyloskopu. Rys.1.Efekt typu "Ghost" wynikaj─ůcy z obecno┼Ťci szum├│w i niew┼éa┼Ťciwej konfiguracji uk┼éadu wyzwalania Czym jest uk┼éad wyzwalania i jak dzia┼éa? Najpro┼Ťciej m├│wi─ůc, uk┼éad wyzwalania m├│wi oscyloskopowi, kiedy rozpocz─ů─ç rejestracj─Ö sygna┼éu. W typowym przypadku wyzwalania w trybie ÔÇ×edgeÔÇŁ, realizuje to funkcja komparatora por├│wnuj─ůcego sygna┼é wej┼Ťciowy z okre┼Ťlonym przez u┼╝ytkownika poziomem progowym. W chwili, gdy napi─Öcie sygna┼éu przetnie ten poziom zmieniaj─ůc si─Ö od warto┼Ťci mniejszej do wi─Ökszej (lub odwrotnie), oscyloskop rozpocznie rejestracj─Ö sygna┼éu i wy┼Ťwietlanie jego reprezentacji na ekranie. Ten poziom progowy okre┼Ťlany jest cz─Östo mianem ÔÇťtrigger levelÔÇŁ w graficznym interfejsie u┼╝ytkownika. Dla bardziej z┼éo┼╝onych sygna┼é├│w r├│wnie┼╝ wyst─Öpuje jeden lub wi─Öcej poziom├│w progowych, ale uk┼éad logiczny b─Ödzie bardziej skomplikowany, ni┼╝ komparator. Dla przyk┼éadu, wyzwalanie w trybie ÔÇ×rise timeÔÇŁ wymaga zdefiniowania dw├│ch warto┼Ťci progowych napi─Öcia ÔÇô dolnej i g├│rnej ÔÇô okre┼Ťlaj─ůcych punkty, mi─Ödzy kt├│rymi obliczany jest czas narastania (jak pokazano na rysunku 2). Rys .2. Wyzwalanie w trybie ÔÇ×rise timeÔÇŁ z dwoma poziomami progowymi (widoczne przy lewej kraw─Ödzi ekranu) Zrozumienie, jakie maj─ů znaczenie te poziomy progowe jest dopiero pierwszym krokiem na drodze do opanowania uk┼éadu wyzwalania oscyloskopu. Przyjrzyjmy si─Ö kilku innym w┼éa┼Ťciwo┼Ťciom oscyloskopu, kt├│re pomog─ů szybciej wyzwoli─ç go na okre┼Ťlonym sygnale. Wyzwalanie w trybach Auto i Normal Czy sygna┼é, na kt├│rym chcemy wyzwoli─ç pomiar wyst─Öpuje rzadko? Rozwa┼╝my prze┼é─ůczenie uk┼éadu wyzwalania z trybu ÔÇ×AutoÔÇŁ na ÔÇ×NormalÔÇŁ. W trybie ÔÇ×AutoÔÇŁ oscyloskop czeka okre┼Ťlony czas, a nast─Öpnie wyzwala si─Ö nawet w├│wczas, gdy okre┼Ťlony warunek wyzwolenia pomiaru nie zosta┼é odnaleziony. Tryb ten mo┼╝e by─ç bardzo u┼╝yteczny, gdy pod┼é─ůczamy oscyloskop do badanego obwodu po raz pierwszy lub podgl─ůdamy sygna┼éy w jego r├│┼╝nych punktach, gdy┼╝ pozwala uzyska─ç natychmiastowy podgl─ůd sytuacji, a nast─Öpnie odpowiednio skorygowa─ç nastawy oscyloskopu. Je┼Ťli jednak warunki wyzwalania pojawiaj─ů si─Ö rzadziej, ni┼╝ ko┼äcz─ů si─Ö kolejne okresy oczekiwania, otrzymany zestaw impuls├│w wyzwalania b─Ödzie obejmowa┼é zar├│wno te ÔÇ×w┼éa┼ŤciweÔÇŁ, jak i te inicjowane automatycznie. Aby tego unikn─ů─ç, prze┼é─ůczmy oscyloskop w tryb ÔÇ×NormalÔÇŁ. To spowoduje, ┼╝e b─Ödzie on oczekiwa┼é bezwarunkowo na spe┼énienie warunku wyzwolenia pomiaru i wy┼Ťwietli przebieg tylko wtedy, gdy taki warunek zostanie spe┼éniony. Oczywi┼Ťcie nale┼╝y si─Ö upewni─ç, ┼╝e oscyloskop jest odpowiednio skonfigurowany do rejestracji i wy┼Ťwietlania konkretnego sygna┼éu (mo┼╝e by─ç do tego przydatny w┼éa┼Ťnie tryb ÔÇ×AutoÔÇŁ). Sprz─Ö┼╝enie uk┼éadu wyzwalania Sprz─Ö┼╝enie AC mo┼╝na zastosowa─ç nie tylko w przypadku sygna┼éu wej┼Ťciowego, ale r├│wnie┼╝ w uk┼éadzie wyzwalania. Co wi─Öcej, wej┼Ťcie oscyloskopu mo┼╝e pracowa─ç ze sprz─Ö┼╝eniem DC, a uk┼éad wyzwalania ze sprz─Ö┼╝eniem AC. Stosowany jest wtedy filtr g├│rnoprzepustowy o cz─Östotliwo┼Ťci odci─Öcia 10 Hz w torze wyzwalania, eliminuj─ůcy sk┼éadow─ů sta┼é─ů (tak─ů cz─Östotliwo┼Ť─ç przyj─Öto w oscyloskopach Keysight InfiniiVision, natomiast w innych mo┼╝e ona si─Ö r├│┼╝ni─ç). Trzeba tu zaznaczy─ç, ┼╝e odnosi si─Ö to tylko do uk┼éadu wyzwalania, natomiast sam oscyloskop w dalszym ci─ůgu umo┼╝liwia ogl─ůdanie napi─Öcia DC na ekranie. Mo┼╝na te┼╝ w┼é─ůczy─ç opcj─Ö ÔÇťLow Frequency Reject,ÔÇŁ eliminuj─ůc─ů szum niskocz─Östotliwo┼Ťciowy z uk┼éadu wyzwalania. Jest tu r├│wnie┼╝ stosowany filtr g├│rnoprzepustowy, lecz o cz─Östotliwo┼Ťci odci─Öcia (-3 dB) r├│wniej 50 kHz, z nie 10 Hz. Sprz─Ö┼╝enie AC powoduje odfiltrowanie sk┼éadowej DC i szum├│w o bardzo ma┼éej cz─Östotliwo┼Ťci, natomiast opcja ÔÇťLow Frequency RejectÔÇŁ pozwala wyeliminowa─ç niskocz─Östotliwo┼Ťciowe komponenty szumu, np. te pochodz─ůce linii zasilaj─ůcej. Je┼Ťli poszukujemy czego┼Ť dok┼éadnie odwrotnego i mamy problem z szumem powy┼╝ej cz─Östotliwo┼Ťci 50 kHz, mo┼╝na u┼╝y─ç zamiast tego opcji ÔÇťHigh Frequency RejectÔÇŁ. Uaktywnia ona filtr dolnoprzepustowy eliminuj─ůcy szum wysokocz─Östotliwo┼Ťciowy i zwi─Öksza stabilno┼Ť─ç uk┼éadu wyzwalania. Mo┼╝liwe, ┼╝e niechciany szum ma w swoim widmie sk┼éadowe o cz─Östotliwo┼Ťci zar├│wno wi─Ökszej, jak i mniejszej od cz─Östotliwo┼Ťci granicznej funkcji ÔÇťfrequency rejectÔÇŁ oscyloskopu i na ekranie wci─ů┼╝ widoczny jest efekt ÔÇ×ghostÔÇŁ. To ju┼╝ wymaga wi─Ökszej kreatywno┼Ťci. Mo┼╝na spr├│bowa─ç u┼╝y─ç opcji ÔÇťNoise RejectÔÇŁ. Jest to bardzo przydatne narz─Ödzie zwi─Ökszaj─ůce histerez─Ö uk┼éadu wyzwalania. Histereza uk┼éadu wyzwalania Analizuj─ůc histerez─Ö, wr├│─çmy dla uproszczenia do trybu wyzwalania zboczem. Komparator w uk┼éadzie wyzwalania ma pewien zakres histerezy u┼éatwiaj─ůcy jego stabilizacj─Ö. Zamiast pojedynczego poziomu progowego, oscyloskop w rzeczywisto┼Ťci zachowuje si─Ö tak, jakby mia┼é jednocze┼Ťnie w┼é─ůczone dwa poziomy progowe. Dla przyk┼éadu, je┼Ťli uk┼éad wyzwalania aktywuje si─Ö przy napi─Öciu progowym 1 V na zboczu narastaj─ůcym oznacza to, ┼╝e konieczny jest wzrost napi─Öcia sygna┼éu wej┼Ťciowego od warto┼Ťci 0,9 V do 1 V w celu wyzwolenia oscyloskopu. Nie wystarcza przy tym, gdy napi─Öcie wej┼Ťciowe przez chwil─Ö wahnie si─Ö od 1,01 V do 0,99 V, a nast─Öpnie zn├│w wzro┼Ťnie do 1,01 V. Pewn─ů warto┼Ť─ç histerezy wprowadza si─Ö celowo dla unikni─Öcia przypadkowych, niepo┼╝─ůdanych wyzwole┼ä. Og├│lnie chodzi o to, ┼╝eby oscyloskop wyzwala┼é si─Ö na rzeczywistym zboczu sygna┼éu, a nie wskutek niewielkich wahni─Ö─ç napi─Öcia. Warto┼Ť─ç histerezy jest skorelowana ze skal─ů pionow─ů oscyloskopu. W przypadku oscyloskop├│w Keysight InfiniiVision histereza jest na poziomie 0,4 podzia┼éki pionowej. Przy wsp├│┼éczynniku skalowania 1 V na dzia┼ék─Ö szeroko┼Ť─ç p─Ötli histerezy wynosi 0,4 V, natomiast przy 10 V/dzia┼ék─Ö s─ů to ju┼╝ 4 V. Dzi─Öki temu uzyskuje si─Ö w┼éa┼Ťciwe warto┼Ťci wyzwalania i eliminuje niepo┼╝─ůdane efekty typu ghost. Czasem to nie wystarcza, na przyk┼éad przy korzystaniu z sondy c─Ögowej lub pracy w ┼Ťrodowisku o ekstremalnie du┼╝ym poziomie szum├│w. W takich przypadkach mo┼╝na skorzysta─ç z opcji ÔÇťnoise rejectÔÇŁ zwi─Ökszaj─ůcej szeroko┼Ť─ç p─Ötli histerezy w uk┼éadzie wyzwalania. Pomaga to wyeliminowa─ç niepo┼╝─ůdane wyzwolenia, ale te┼╝ wymaga du┼╝ej amplitudy sygna┼éu (na ekranie), aby w og├│le wyzwoli─ç pomiar. Aby zobaczy─ç na ekranie oscyloskopu efekt histerezy, mo┼╝na prze┼é─ůczy─ç uk┼éad wyzwalania w tryb ÔÇ×rising or falling edgeÔÇŁ. Zbocza sygna┼éu nie przecinaj─ů si─Ö wtedy dok┼éadnie na ┼Ťrodku ekranu. Wyst─Öpuje tu lekkie przesuni─Öcie w prawo, gdy┼╝ oscyloskop wprowadza efekt histerezy dla zbocza narastaj─ůcego i opadaj─ůcego. Po zmianie trybu wyzwalania oscyloskopu jednym lub drugim zboczem, zaabsorbuje on histerez─Ö powy┼╝ej lub poni┼╝ej punktu ┼Ťrodkowego ekranu, wskutek czego nie zaobserwujemy tego efektu. Czas martwy (holdoff) Omawiaj─ůc zaawansowane tryby wyzwalania trzeba te┼╝ wspomnie─ç o regulacji czasu martwego (holdoff). Jest ona wykorzystywana ju┼╝ od czasu oscyloskop├│w analogowych i mo┼╝e by─ç bardzo u┼╝yteczna w okre┼Ťlonych warunkach, na przyk┼éad przy ogl─ůdaniu paczek impuls├│w cyfrowych (burst), cho─ç mo┼╝e by─ç te┼╝ stosowana w przypadku dowolnych sygna┼é├│w okresowych. Parametr holdoff pozwala modyfikowa─ç czas ponownego aktywowania uk┼éadu wyzwalania. Generalnie, oscyloskop pr├│buje zarejestrowa─ç dane tak szybko, jak jest to mo┼╝liwe. Po akwizycji danych ponownie aktywuje uk┼éad wyzwalania tak szybko, jak tylko pozwalaj─ů na to jego parametry i czeka na kolejny impuls. Reguluj─ůc parametr holdoff, u┼╝ytkownik wprowadza specjalnie pewien dodatkowy czas dodawany do czasu aktywacji, po kt├│rym b─Ödzie mo┼╝liwe ponowne wyzwolenie oscyloskopu. Do czego jest to przydatne? W podanym przyk┼éadzie paczek impuls├│w cyfrowych istnieje mo┼╝liwo┼Ť─ç, ┼╝e uk┼éad wyzwalania b─Ödzie gotowy do pracy dopiero w ┼Ťrodku paczki impuls├│w. Oznacza to, ┼╝e sygna┼é wy┼Ťwietlany na ekranie b─Ödzie przeskakiwa┼é w prawo i w lewo w zale┼╝no┼Ťci od tego, w kt├│rym miejscu paczki aktywuje si─Ö uk┼éad wyzwalania (Rys. 3). Rys. 3. Widok paczki impuls├│w cyfrowych przy niew┼éa┼Ťciwie zaprogramowanym uk┼éadzie wyzwalania Je┼Ťli jednak holdoff zostanie ustawiony na nieco mniejszej warto┼Ťci ni┼╝ cz─Östotliwo┼Ť─ç pojawiania si─Ö paczek impuls├│w, wyzwolenie oscyloskopu nast─ůpi zawsze na zboczu pierwszego impulsu i przebieg na ekranie b─Ödzie stabilny (Rys. 4). Regulacja parametru holdoff mo┼╝e by─ç u┼╝yteczna w przypadku dowolnych sygna┼é├│w okresowych, jednak najcz─Ö┼Ťciej wykorzystuje si─Ö j─ů w przypadku szyn cyfrowych i sygna┼é├│w typu burst. Rys. 4. Sygna┼é z rysunku 3 przy w┼éa┼Ťciwym ustawieniu parametru holdoff Wej┼Ťcie wyzwalania sygna┼éem zewn─Ötrznym Je┼Ťli opisane tu metody w dalszym ci─ůgu nie daj─ů dobrych rezultat├│w, mo┼╝na wykorzysta─ç wej┼Ťcie wyzwalania sygna┼éem zewn─Ötrznym. Mo┼╝e on pochodzi─ç z zewn─Ötrznego urz─ůdzenia lub mo┼╝e to by─ç jakikolwiek sygna┼é z badanego uk┼éadu. Podsumowanie Po przeczytaniu tego artyku┼éu u┼╝ytkownik powinien poradzi─ç sobie z r├│┼╝nymi zjawiskami powoduj─ůcymi niepoprawne dzia┼éanie uk┼éadu wyzwalania. Wprowadzaj─ůc korekty w zaawansowanym uk┼éadzie wyzwalania oscyloskopu mo┼╝na zapewni─ç stabilne i poprawne wyzwalanie na dowolnym sygnale wej┼Ťciowym. Artyku┼é uzyskany dzi─Öki uprzejmo┼Ťci ┬ę AM Technologies
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
February 15 2019 09:57 V12.1.1-1