Синхронизация (запуск развертки) необходима для захвата и отображения интересующих частей сигналов. Правильный выбор типа запуска и корректная конфигурация настроек запуска позволяют обнаруживать различные события в аналоговых, цифровых и логических сигналах.
Условия запуска
В набор основных условий запуска входит:
• Источник сигнала запуска, его связь и фильтрация
• Тип запуска и его настройка
• Настройка горизонтального позиция запуска: смещение запуска и опорная точка
• Режим запуска
В приборе R&S RTO представлены различные типы запуска, такие как "edge", "glitch", "interval", "slew rate" и "pattern", предназначенные для устранения неисправностей и проведения анализа сигналов.
Для решения комплексных задач, таких как проверка и отладка, доступны расширенные настройки запуска:
• Настройка гистерезиса, то есть шумоподавления, применяемого для предотвра- щения нежелательных запусков, происходящих под воздействием шума
• Настройка времени удержания, необходимого для точного определения события, которое вызовет запуск
• Оценка состояния, необходимая для учета состояний цифровых сигналов других входных каналов и их логической комбинации.
• Настройка запускающей последовательности для объединения двух событий Событие запуска
Важно различать запуск и событие запуска, особенно при установке расширенных настроек запуска. Событие запуска возникает при выполнении определенных условий, но при этом оно может и не вызывать запуск. Запуск производится только при наличии дополнительных условий: гистерезиса, времени удержания и/или дополнительных событий в запускающей последовательности.
Особые условия для возникновения события:
• Настройка источника запуска
• Выбор типа запуска и его настройка
• Оценка состояния
Запускающая последовательность
Сложная запускающая последовательность связывает два отдельных события со временем задержки и временем сброса или событием сброса. Такое объединение называется запускающей последовательностью "А В R". Подобные настройки также известны под названием многошаговый запуск или А/В запуск.
Объединение одного события с условиями удержания определяет простую последовательность "A onlyи.
Информация о запуске
Информация о наиболее важных настройках запуска отображается в метке синхронизации в верхней части панели сигналов. Отображается следующая информация:
• Режим и запускающая последовательность
• Тип запуска, полярность/фронт и источник сигнала запуска для каждого события
• Смещение запуска
Trigger settings
Mode: Auto A/B-Seq Type-A: Edge \ CI Type-B: Width jf C3 Offset: 0 s
Вход внешней синхронизации, аналоговый и цифровой сигналы запуска
В качестве сигналов запуска в приборе R&S RTO для различных типов запуска (синхронизации) используются или аналоговый, или оцифрованный сигналы.
Если источником запуска является вход канала, то для запуска используется оцифрованный сигнал. Система запуска прибора является выделенной, поэтому обработка сигналов - выделение из шумов, прореживание и проведение арифмети- ческих операций - не оказывает влияния на сигнал запуска. Для большинства типов запуска в приборе R&S RTO испопьзуется оцифрованный сигнал запуска.
Если источником запуска служит вход EXT TRIGGER на задней панели, то доступен только запуск по фронту, непосредственно использующий аналоговый входной сигнал. Для аналогового сигнала запуска невозможно проведение оценки состояния и использование последовательности "А —> В —» R".
В большинстве осциллографов используются два основных режима развертки:
· автоматический (автоколебательный);
· ждущий.
В некоторых моделях предусмотрен ещё один режим:
· однократный.
При автоматической развертке генератор развёртки работает в автоколебательном режиме, поэтому, даже в отсутствие сигнала, по окончании цикла развертки происходит её очередной запуск, это позволяет наблюдать на экране луч даже в отсутствии сигнала или при подаче на вход вертикального отклонения постоянного напряжения. В этом режиме у многих моделей осциллографов выполнен захват частоты генератора развёртки исследуемым сигналом, при этом частота генератора развёртки в целое число раз ниже частоты исследуемого сигнала.
В ждущем режиме развертки напротив, при отсутствии сигнала или его недостаточном уровне (либо при неверно настроенном режиме синхронизации) развертка отсутствует и экран гаснет. Развёртка запускается при достижении сигналом некоторого настроенного оператором уровня, причем можно настроить запуск развёртки как по нарастающему фронту сигнала, так и по падающему. При исследовании импульсных процессов, даже если они непериодические (например, непериодическое, достаточно редкое ударное возбуждение колебательного контура) ждущий режим обеспечивает неподвижность изображения на экране. В ждущем режиме развертку часто запускают не по самому исследумому сигналу, а некоторым синхронным с ним сигналом, например, сигналом импульсного генератора, возбуждающего процесс в исследуемой схеме. В этом случае, запускающий сигнал подаётся на вспомогательный вход осциллографа — вход синхронизации.
При однократном режиме генератор развёртки «взводится» внешним воздействием, например, нажатием кнопки и далее ожидает запуска точно также, как и в ждущем режиме. После запуска развётка производится только один раз, для повторного запуска генератор развёртки необходимо «взвести» снова. Этот режим удобен для исследования непериодических процессов, таких как логические сигналы в цифровых схемах, чтобы последующие запуски развёртки не «замусоривали» экран. Недостаток такого режима развёртки — луч по экрану пробегает однократно, что затрудняет наблюдение при быстрых развёртках и, обычно, в этих случаях прибегают к фотографированию экрана. Этот недостаток ранее устраняли применением осциллографических трубок с запоминанием изображения, в современных цифровых осциллографах запоминание процесса производится в цифровом виде ОЗУ.
Синхронизация развёртки с исследуемым сигналом[править | править исходный текст]
Для получения неподвижного изображения на экране каждые последующие траектории движения луча по экрану в циклах развёртки должны пробегать по одной и той же кривой. Это обеспечивает схема синхронизации развёртки, запускающая развёртку на одном и том же уровне и фронте исследуемого сигнала.
Пример. Допустим, исследуется синусоидальный сигнал и схема синхронизации настроена так, чтобы запускать развёртку при нарастании синусоиды, когда её значение равно нулю. После запуска луч отрисовывает одну или несколько, в зависимости от настроенной скорости развёртки, волн синусоиды. После окончания развёртки схема синхронизации не запускает развёртку повторно, как в автоматическом режиме, а дожидается очередного прохождения синусоидой нулевого значения на нарастающем фронте. Очевидно, что последующее прохождение луча по экрану повторит траекторию предыдущего. При частотах повторения развёртки свыше 20Гц, из-за инерционности зрения будет видна неподвижная картина.
Если запуск развёртки не синхронизирован с наблюдаемым сигналом, то изображение на экране будет выглядеть «бегущим» или даже совершенно размазанным. Это происходит потому, что в этом случае, отображаются различные участки наблюдаемого сигнала на одном и том же экране.
Для получения стабильного изображения все осциллографы содержат систему, называемую схемой синхронизации, в зарубежной литературе, не совсем корректно, часто называют триггером.
Назначение схемы синхронизации — задерживать запуск развёртки до тех пор, пока не произойдёт некоторое событие. В примере, событием было прохождение синусоиды через нуль на нарастающем фронте.
Поэтому, схема синхронизации имеет как минимум две настройки, доступные оператору:
· Уровень запуска: задаёт напряжение исследуемого сигнала, при достижении которого запускается развёртка.
· Тип запуска: по фронту или по спаду.
Правильная настройка этих органов управления обеспечивает запуск развёртки всегда в одном и том же месте сигнала, поэтому изображение сигнала на осциллограмме выглядит стабильным и неподвижным.
Во многих моделях осциллографов имеется ещё один орган управления схемой синхронизации, ручка «СТАБИЛЬНОСТЬ», изменением её положения изменяют чувствительность синхронизации к запускающему событию, меняя её положение можно «загрубить» или, наоборот, облегчить чувсвительность к запуску и даже перевести в автоматический режим развёртки.
Как было сказано, почти всегда предусмотрен вход синхронизации, при этом имеется переключатель запуска развёртки «ВНЕШНИЙ/ВНУТРЕННИЙ», при положении «ВНЕШНИЙ» на вход схемы синхронизации подаётся не исследуемый сигнал, а напряжение со входа синхронизации.
Часто имеется переключатель на синхронизацию от питающей сети (в европейских странах и России — 50 Гц, в некоторых странах — 60 Гц), при синхронизации от сети на вход схемы синхронизации подаётся напряжение с частотой сети. Такая синхронизация удобна для наблюдения сигналов с частотой сети, или кратных этой частоте, например, сетевых помех, измерении параметров сетевых фильтров, выпрямителей и др.
В специализированных осциллографах имеются и особые режимы синхронизации, например, режим запуска развёртки в момент начала заданной оператором по номеру строки в кадре телевизионного сигнала, что удобно при измерении параметров телевизионного тракта и отдельных его каскадов в системах телевидения.
В других специализированных осциллографах, применяемых при исследовании цифровых (например, микропроцессорных) устройств, схема синхронизации дополняется компаратором кодов и запуск развёртки производится при совпадении заданного оператором двоичного кода (слова) с кодом на шине, например, адреса. Это удобно для поиска причины сбоев при записи/чтении некоторой ячейки памяти и других диагностик.
25) Полоса пропускания
При работе с аналоговыми сигналами требуемую полосу пропускания осциллографа определяет наивысшая частота сигнала. Для измерения амплитуды сигнала с незначительной погрешностью полоса пропускания осциллографа должна быть немного больше, чем максимальная частота измеряемого аналогового сигнала.
Большинство измеряемых сигналов намного сложнее простых синусоидальных колебаний и содержат несколько спектральных составляющих. Цифровой сигнал, например, сформирован из нескольких нечетных гармоник. Как правило, полоса пропускания осциллографа для цифровых сигналов должна быть в 5 раз больше, чем тактовая частота измеряемых сигналов.
Осциллограф не является изолированной системой. Для измерения сигналов необходим пробник, а пробник также имеет ограниченную полосу пропускания. Связка осциллографа и пробника определяет полосу пропускания всей системы. Таким образом, для обеспечения работы во всей полосе пропускания осциллографа, а значит и снижения влияния пробника на полосу пропускания всей системы, полоса пропускания пробника должна превышать полосу пропускания осциллографа. Рекомендуется использовать пробники с полосой пропускания в 1,5 больше, чем полоса пропускания осциллографа.
26)Система вертикального отклонения
Органы управления и параметры системы вертикального отклонения используются для масштабирования и позиционирования осциллограмм по вертикали.
Вертикальное масштабирование и позиционирование
Вертикальный масштаб и позиция по вертикали напрямую влияют на разрешение отображаемого сигнала по амплитуде. Вертикальный масштаб соответствует входному диапазону АЦП. Для достижения полного разрешения АЦП осциллограмма сигнала должна занимать большую часть диаграммы по высоте.
В приборе R&S RTO обеспечивается возможность одновременной работы с несколькими диаграммами, при этом каждая диаграмма обладает полным разрешением по вертикали, независимо от ее размещения. Поэтому рекомендуется использовать отдельные диаграммы для каждой из осциллограмм сигналов вместо традиционного способа, при котором осциллограммы располагаются на одной диаграмме ря Система горизонтального отклонения
Горизонтальная позиция
Как было описано в главе 4.1.2.3 "Управление сбором данных", момент запуска определяет нулевой момент времени в сигнальной записи.
Позицию окна сбора данных по горизонтали относительно момента запуска определяют два параметра: опорная точка и смещение запуска. С помощью этих параметров выбирается та часть осциллограммы, которую необходимо наблюдать: в окрестности момента запуска, до или после момента запуска.
27) Фигу́ры Лиссажу́ — замкнутые траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей одновременно два гармонических колебания в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Впервые изучены французским учёным Жюлем Антуаном Лиссажу. Вид фигур зависит от соотношения между периодами (частотами), фазами и амплитудами обоих колебаний. В простейшем случае равенства обоих периодов фигуры представляют собой эллипсы, которые при разности фаз 0 или вырождаются в отрезки прямых, а при разности фаз и равенстве амплитуд превращаются в окружность. Если периоды обоих колебаний неточно совпадают, то разность фаз всё время меняется, вследствие чего эллипс всё время деформируется. При существенно различных периодах фигуры Лиссажу не наблюдаются. Однако, если периоды относятся как целые числа, то через промежуток времени, равный наименьшему кратному обоих периодов, движущаяся точка снова возвращается в то же положение — получаются фигуры Лиссажу более сложной формы. Фигуры Лиссажу вписываются в прямоугольник, центр которого совпадает с началом координат, а стороны параллельны осям координат и расположены по обе стороны от них на расстояниях, равных амплитудам колебаний.
Если подать на входы «X» и «Y» осциллографа сигналы близких частот, то на экране можно увидеть фигуры Лиссажу. Этот метод широко используется для сравнения частот двух источников сигналов и для подстройки одного источника под частоту другого. Когда частоты близки, но не равны друг другу, фигура на экране вращается, причем период цикла вращения является величиной, обратной разности частот, например, период оборота равен 2 с — разница в частотах сигналов равна 0,5 Гц. При равенстве частот фигура застывает неподвижно, в любой фазе, однако на практике, за счет кратковременных нестабильностей сигналов, фигура на экране осциллографа обычно чуть-чуть подрагивает. Использовать для сравнения можно не только одинаковые частоты, но и находящиеся в кратном отношении, например, если образцовый источник может выдавать частоту только 5 МГц, а настраиваемый источник — 2,5 МГц.
вырождаются в отрезки прямых, а при разности фаз 
и равенстве амплитуд превращаются в окружность. Если периоды обоих колебаний неточно совпадают, то разность фаз всё время меняется, вследствие чего эллипс всё время деформируется. При существенно различных периодах фигуры Лиссажу не наблюдаются. Однако, если периоды относятся как целые числа, то через промежуток времени, равный наименьшему кратному обоих периодов, движущаяся точка снова возвращается в то же положение — получаются фигуры Лиссажу более сложной формы. Фигуры Лиссажу вписываются в прямоугольник, центр которого совпадает с началом координат, а стороны параллельны осям координат и расположены по обе стороны от них на расстояниях, равных амплитудам колебаний.