3.3.2觸發模式選擇

觸發模式的選擇實際上是當系統檢測到或沒檢測到觸發脈沖時，為了穩定的顯示信號波形，對系統所作響應的選擇。觸發模式分為以下幾種：

（1）自動模式：這是一種最常用的觸發模式。當示波器在一定時間內（根據SEC/DIV設定來確定）未檢測到觸發信號時強制示波器觸發。

（2）正常模式：示波器工作在這種模式下時，只有檢測到觸發信號時才產生有效的觸發。

（3）單次模式：如果希望示波器在捕獲單次波形后停止，可使用單次觸發。它是通過示波器面板上RUN/STOP鍵來實現的。當示波器檢測到觸發信號后，捕獲這次觸發的波形，然后停止。直到用戶再次按下RUN/STOP鍵，再捕獲一次觸發的波形。各種觸發模式流程如圖3-7所示。

觸發狀態讀數：示波器在顯示屏頂端中間位置處顯示各種圖標，以指示觸發狀態：

◆Armed（準備）表示示波器正在捕獲預觸發數據。準備期間，示波器將忽略觸發。

◆Ready（就緒）表示示波器已捕獲所有預觸發數據，并且準備好檢測觸發。

◆Trig‘d（已觸發）表示示波器已被觸發，正在捕獲后觸發數據。

◆Stop（停止）表示示波器已經停止捕獲數據。按下RUN/STOP按鈕重新啟動捕獲。

◆Auto（自動）表示示波器處于自動觸發模式，并且正在無觸發的狀態下捕獲波形。

3.3.3預觸發

在許多實際應用中，大量的情況是事件的發生不能預測，往往觀察事件發生前的情況比觀察事件本身更重要，而且許多單次現象的測量也要求顯示觸發點以前的信號，以便尋找該現象產生的原因。例如，當一個半導體器件導通時，其輸出信號的幅度可能很大，我們可以用它來觸發示波器。但是，如果我們要研究該半導體器件開始導通時很小的輸入信號時，我們就會發現這個信號因太小而不能準確的觸發示波器。這就要求示波器具有預觸發功能，即將輸入信號作為源信號接入通道1或者通道2，然后用器件輸出信號作為外觸發來觸發示波器。通過示波器的預觸發功能，我們就可以了解到該器件的輸入信號在導通前后的變化情況，從而看出器件響應的因果關系。

模擬示波器雖然有延遲線，但是，它也只能具有很小的視在延遲時間。數字存儲示波器的預觸發能力就很強。我們可以通過設置預觸發深度的大小來方便的顯示觸發前后不同時刻的波形。通常，預觸發是由延遲觸發來實現的。延遲觸發分為“＋”延遲觸發和“—”延遲觸發。所謂“＋”延遲觸發，就是指觸發前FIFO的寫時鐘等于讀時鐘。觸發來后，“＋”延遲計數器INT1開始計數。延遲計數過程中，FIFO的寫時鐘同樣等于讀時鐘。也就是說，觸發前直到INT1計數結束FIFO里沒有波形數據。當達到計數值后，保持FIFO寫時鐘，關閉FIFO的讀時鐘，等到采樣數據寫滿FIFO后將數據拿去處理。它的功能實現在實際過程中就好像整個顯示屏幕的波形向左移。如圖3-8.所謂“—”延遲觸發，就是指存在一個“—”延遲計數器INT2，在觸發前FIFO里已經存儲了INT2計數值數量（即預觸發深度）的波形數據，并在觸發到來之前保持預觸發深度不變。當觸發來之后，寫滿整個FIFO再讀出送去處理。它的功能實現在實際過程中就好像整個顯示屏幕的波形向右移。如圖3-9.

“—”延遲觸發功能是基于FIFO能夠存儲觸發前的信號，它的觸發點只是FIFO內的一個參考點，而不是獲取的第一個數據點，觸發點前后的數據都被存儲。當示波表對被測信號連續采樣時，觸發信號不是用來啟動FIFO，而是用來確定什么時候凍結FIFO.因此，恰當的設計邏輯電路就可以把觸發信號之前任意預先確定時間長度內的波形顯示出來。但通常由于受到存儲器大小的限制，預觸發深度還是有一個極限值的。

3.4采樣

采樣分為實時采樣和非實時采樣。其中，非實時采樣包括順序采樣和隨機采樣兩種。本項目中，我們采用了實時采樣和隨機采樣技術。以下我們將對這三種采樣方式做詳細的介紹。

3.4.1實時采樣

實時采樣是一種最基本的采樣方式。由奈奎斯特定理知，采樣頻率必須大于信號最高頻率的兩倍，才能不失真的恢復原信號。但實際上以接近奈奎斯特判定頻率兩倍的速率去采樣的話是很難獲得測量精度的，所以通常是以信號頻率的5倍甚至10倍的頻率去采樣。實時采樣的原理圖如圖3-10.實時采樣是

在觸發后的一個周期內，連續高速的對信號進行采樣，一次捕捉完這個周期內信號的全部波形數據。它的特點是：1.采樣頻率高于信號頻率；2.能夠捕捉單次信號和緩慢信號。這時，示波器的帶寬稱為單次帶寬或實時帶寬，它主要取決于最大數字化采樣速率（即A/D的最大轉換速率）和所采用的顯示恢復技術。

1.實時采樣的實現

實時采樣電路的主要結構如圖3-11.

首先，在每個寫時鐘（WCLK）檢查DSP是否發出FIFO寫使能信號（FIFO_WE）。當檢測到寫使能信號，FIFO寫使能（FIFO_WEN）有效，前置計數器PRE_CNT（相當于3.3.3節的INT2計數器）根據預先設置好的預觸發深度，按照寫時鐘計數。此時，FIFO只有寫時鐘有效。當預觸發滿后，允許觸發信號（TR）。在等待觸發的過程中，FIFO讀時鐘等于FIFO寫時鐘。當觸發信號到來，則使能后置計數器POS_CNT（相當于3.3.3節的INT1計數器）根據預先設置好的延遲觸發時

間，同樣按照寫時鐘計數。當計數結束后發出TRI_S信號關閉FIFO讀時鐘，使FIFO只寫不讀直到FIFO寫滿，完成一次數據采集。注意，前置計數器PRE_CNT和后置計數器POS_CNT里的計數值分別代表觸發點位于屏幕內外時距屏幕最左端的距離，所以，這兩個計數器不會出現同時置數的情況。

2.實時采樣的顯示

當FIFO里數據采集滿以后，就要將數據讀回顯示。由于本系統設計的存儲深度為2.5K，而顯示屏時間軸上的點數為250，所以顯示時要將采集的數據抽點顯示，即將每10個點當中的兩個點顯示在同一個時間軸上，其中一個為最大點，一個為最小點。波形顯示有點顯示和連線顯示兩種方式。點顯示方式下，將2.5K FIFO的數據讀回以后，每隔10個點中取出最大值和最小值，然后顯示在同一時間軸上。當在連線方式下時，則要將前一個時間軸上的最大最小值和后一個時間軸上的最大最小值相比較，根據比較結果將點連線顯示。

由于AD采集的數據是8位，即取值范圍在0～255之間，而LCD上的幅度軸上只有200個點。這樣必須要將采集的數據作相應的處理。即若數據小于28的，在顯示屏上作0處理，大于228的作200處理，其他的數據都減去28后作顯示的數據。這樣保證了所有的采集的數據都在波形顯示區了。

3.4.2順序采樣

順序采樣是一種等效時間采樣，它不是在一個信號周期內捕獲全部的采樣點，而是每個信號周期只捕獲一個采樣點。當第一個觸發事件到來以后就立即采集第一個采樣點，存入存儲器。第二個觸發事件到來后，由一個定時器產生一個很小的時間延遲△t，經過這個△t的延遲時間以后再采集第二個采樣點。第三個觸發事件到來后，該定時系統則產生2△t的延遲時間。此延遲時間過后再采集第三個采樣點，并這樣進行下去。這就是說第n個新的采樣點的采集是在相對于相同觸發事件延遲了（n-1）△t的時間以后進行的。其結果是示波器上顯示的波形是由按固定次序出現的采樣點構成的。即第一個采樣點在屏幕的最左邊，接著各采樣點依次向右構成顯示波形（如圖3-12）。在順序采樣模式下，采集波形的周期數，即觸發事件數等于所捕獲采樣點的個數。順序采樣可以實現“＋”延遲觸發，但由于它的采樣都發生在觸發事件后，所以順序采樣不能提供預觸發信息。本項目中沒有采用順序采樣技術，所以在這里只對順序采樣做概念性的介紹。