示波器波形抖动一般来说是两种原因,其一是因为信号没有同步,也就是示波器触发设置的问题;还有一种是信号本身没有规律,呈现非周期变化,无法找到合适的触发方式,这样信号也就无法稳定显示。

如上图所示其实一个方波脉冲,示波器采用的是上升沿触发,并且触发电平也是设置合理的。然而信号并没有稳定,而是脉宽不停的进行变化。这种情况,我们判断是由于信号本身脉宽不断变化引起的波形不稳定,并不是触发设置导致的周期性信号不稳定。

那么我们如何能让这个信号看起来稳定呢?首先要明确一点,示波器捕获的波形其实在屏幕上是实时变化的,而示波器触发之所以可以让信号看起来稳定,是因为触发设置使得每次屏幕上出现波形的样子基本一致,所以信号看起来似乎没动。然而既然信号本身是非周期性变化的,而我们又想让信号稳定,那就必须找出这个信号周期性变化的地方,把这部分单独触发,而其他部分“视而不见”,只有这样信号才可以稳定。

我们把示波器的时基打大,将信号挤压再观察。可以看到这个信号每个脉冲之间的间隔其实是周期稳定的,只是每个单独的脉冲脉宽不停的变换,有抖动的现象。

我们将时基重新打小,让示波器只能观察到一个脉冲,然后打开示波器的分段存储功能,设置记录30个波形片段。示波器的分段存储功能类似于多个单次触发的组合,比如我们这里记录30个段数,相当于示波器单次触发了30次,并且每次的波形都可以单独保存观看。

可以看到示波器捕获的这30个片断中,每个片段捕获的脉冲脉宽都不相同。也是这个原因导致了波形看起来抖动。那么按照我们刚才的思路,如果捕获的波形每次脉宽都相同,其他不同的我们让示波器忽略不捕获即可。

我们打开分段存储的拟合功能,这样示波器会把我们刚才捕获到的30个片段进行重合显示。我们打开示波器光标进行测量,这样我们就可以看出这30段波形中的最小脉宽以及最大脉宽。同时也观察到这几个脉宽的变化间隔大小其实是一样的,都再1μs左右。

现在,我们应该比较清楚如何让这个波形看起来稳定了,就是只捕获我想要的脉宽大小的波形,其他脉宽不同的波形不显示。比如我们可以采用脉宽触发,将触发条件设置为只捕获小于1点几微秒脉宽的信号,这样如下图所示信号看起来就是稳定的。

我们也可以设置信号大于7μs,这样每次捕获到的信号就是波形最大脉宽的那个,其他脉宽小的信号都被忽略了,信号自然看起来也就不再抖动了。

当然,熟悉示波器的朋友可能发现,像这种情况,采用无限余晖其实也可以比较好的找出这个抖动信号的最大脉宽和最小脉宽。示波器的功能最终都是为我们捕获想要的信号而服务的,如果熟悉示波器,就会发现其实要达到一个目的,示波器有很多设置可选。

我们总结一下就是,示波器要想信号看起来稳定,必须使其捕获的波形呈现周期性,也就是每次捕获到的信号样子要基本一致。然后我们可以利用示波器的各种功能和触发来达到这个目的。比如本文就是采用了分段存储和脉宽触发解决了这个问题。