【實作實驗室】弄懂示波器觸發模式 Auto/Normal/Single

Posted By StrongPiLab on 2 月 13, 2019 in 實作派StrongPiLab, 教學文 | 1 comment

作者：實作派 Lab

觸發 Trigger 是示波器的靈魂，Trigger condition 設的好， Debug 沒煩惱，因此正確的觸發設定才能讓波形固定在螢幕上，不會左右亂飄。在這之中，若能搭配 Trigger mode 的話，在實務操作上會更有彈性。

Trigger mode 的意義

觸發的意思是，當波形符合某個條件，例如由下往上穿過 Trigger level 時，就開始畫波形，這個開始畫的動作就是觸發，它就像板機一樣，一旦條件滿足就會被扣下，產生觸發訊號，該時間點就是觸發點，波形就會從這裡開始畫。

Trigger 波形會從觸發點開始畫（圖片來源：實作派提供）

但是滿足 Trigger 條件的波形可能有很多，要如何能抓住你真正需要的那一個，就需要搭配 Trigger mode來使用了。示波器都有如下圖的 Trigger 選單，本篇要講的是右邊那欄的 Trigger mode ，如果要讓除錯順暢，一定要搞懂觸發。

Trigger mode 選項 Auto/Normal/Single（圖片來源：實作派提供）

由於示波器要滿足 Trigger 條件才會開始畫波形，所以你必須要知道波形大概長什麼樣子，才有辦法做精確的設定，並且讓波形固定在螢幕上。只是若是面對未知的波形，可能會有無法 Trigger 的情況，此時要怎麼讓波形畫出來呢？又或者某個波形久久才出現一次，稍縱即逝，該怎麼抓到它呢？

以下介紹幾種基本的 Trigger mode：

Auto
Normal
Single/Force

Auto Trigger

若波形沒有滿足 Trigger condition，則示波器不會發出 Trigger 訊號，也不會畫波形，畫面就會是黑的，我們可能連訊號大概的樣子都不知道。Auto Trigger 就是在未滿足觸發條件下，由內部自動（Auto）發出 Trigger 訊號畫波形，如此讓我們至少可以看到波形，之後的觸發條件設定也能更精準。

各位若把訊號從示波器的 channel 移開，螢幕上的波形就會變成一條橫線，上面還有些微的雜訊，這些雜訊不斷的跳動著，表示示波器不斷在畫波形，這就是 Auto Trigger 造成的結果，即便沒有訊號滿足觸發條件，示波器還是能藉由內部觸發更新波形畫面。

如下圖，每個紅框就是 Trigger 的一個截取畫面（假設觸發條件為上緣觸發）。

Auto Trigger 若沒有滿足觸發條件，示波器會在某時間點自行觸發（圖片來源：實作派提供）

第一個直流波形因為毫無震幅變化，所以 Trigger 永遠無法滿足，因此 Auto trigger 在 Timeout 之後會自行發出 Trigger 訊號畫波形，紅色的框框就是每次畫出的波形內容。這也就是為何一個沒有訊號輸入的示波器，你還是能夠看到 0 V（ground）能不斷更新畫面的原因。

第二個含有脈衝的方波因為有部分波形滿足上緣觸發，因此前兩格畫面是 Trigger 條件滿足下而畫出來的，後面三格畫面則是 Auto trigger 自己畫出來的，若以使用者觀點來說，你會看到一個脈衝波突然出現，之後隨即消失。

我們舉個實例，Trigger 條件有滿足，你可以看到如下圖穩定的波形，上緣觸發，Trigger level = 2.84 V，波形有跨過 Trigger level，所以會觸發到。

Auto Trigger 滿足條件的觸發，沒有引發自動觸發（圖片來源：實作派提供）

若 Trigger 條件沒滿足，你會看到不穩定的波形出現，通常是水平飄移（稱為 rolling），下圖我故意調高 Trigger level = 6.28 V，讓觸發準位高於波形，永遠不會由波形觸發。於是一段時間超時之後（Timeout）改由示波器內部自動觸發，而每次觸發的時間點由示波器自行決定，不見得會與波形同步，所以波形會左右飄移。

沒有滿足觸發條件造成 Auto Trigger 啟動（圖片來源：實作派提供）

Auto trigger 的好處就是無論甚麼 Trigger 條件，你都看得到波型，因此 Auto trigger 是運用最廣泛的觸發模式。

Normal Trigger

Auto trigger 平常很好用，但在 Debug 的時候可能就不見得這麼好用。因為 Debug 時所面對的波形通常是在不確定時間出現的不正常波形，因此若採用 Auto trigger 的話，出現的波形甚麼都有，很容易錯失觀察波形的機會，這時 Normal trigger 就派上用場了。

Normal Trigger 只觸發滿足條件的訊號（圖片來源：實作派提供）

Normal trigger 只在波形符合 trigger 條件時，才會更新螢幕上的波形，否則螢幕就繼續維持著上次的波形，也就是螢幕上永遠都會有一個上次觸發過的波形固定在那裏。

通常 Normal trigger 用在在尋找重複性高的訊號，例如你懷疑方波之中，可能摻雜一些脈衝雜訊，若設定 Trigger pulse width 之後，在 Auto trigger 之下，你會看到脈衝雜訊閃一下就過了，無法讓它持續顯示在螢幕上，這樣實在很難看清楚；若改用 Normal trigger，你就會發現脈衝雜訊會一直出現在螢幕上，直到下一個脈衝雜訊出現，螢幕才會 update，所以 Normal trigger 看到的波形，有時會有點卡卡的，因為要等訊號條件出現，示波器才會 update 螢幕。

通常 Normal trigger 與 Auto trigger 最容易讓人混淆，因為像弦波、方波等週期性的波形，在這兩種 trigger mode 中，不會有 timeout 的機會，都能夠以波形觸發，因此使用起來感受是相同的，這也是大部分人對於這兩種 trigger mode 混淆的原因。所以只有當你在面對久久出現一次的故障訊號時，Normal trigger 才會對你有意義，因為它會將上次的故障波形一直留在螢幕上。

Single/Force Trigger

不知道各位是否有遇過，待測物在運作一段時間之後自己莫名其妙的 reset，想抓該時間點的波形來 debug 卻又已經沒機會了，實在很令人沮喪不是嗎？

此時就是 Single trigger 出場的時候了，它基本上就是只能做一次的 normal trigger。它通常做成實體按鈕，而不是選單內的選項，因為你有很多需要即時使用它的機會。

Single Trigger 觸發之後示波器隨即 Stop（圖片來源：實作派提供）

工作方式很簡單，按下 Single 按鈕之後，只要波形滿足 Trigger 條件，隨即畫波形，之後馬上 Stop 不再接受任何 Trigger 訊號，所以只有第一個 Trigger 到的波形會顯示出來。

Single Trigger 只觸發一次，觸發之後隨即 Stop（圖片來源：實作派提供）

對於久久才出現一次的狀況，Single trigger 絕對是首選，在這個自我 reset 的例子中，Single trigger 唯一的缺點是，若每次 reset 的時間間隔很長，那表示你要花很多時間來確認 Trigger 條件。每修改一次 Trigger 條件，就要等待下次 reset 才能確認，Debug 的功力好壞，就在這裡了，次數越少功力越深厚。

另外，還有一種是 Force trigger，顧名思義就是強制要 Trigger 畫波形。第一次看到它時，多少有種多此一舉的感覺，到底何時會用到它呢？答案是，想確認自己的 Trigger condition 有無設錯的時候。因為在 Normal mode/Single mode 的時候，有時候你會發現波形都沒有更新，到底是待測物真的沒問題？還是自己的 Trigger 條件設定錯誤？此時只要按下 Force trigger 就可以強制看到波形，馬上確認。如果您多按幾次 Force trigger，某種程度來說，可以看成是人為的 Auto trigger。