Triggeren - Classroom - TiePie engineering

In de meeste gevallen is het niet gewenst dat opnemen en weergeven van de ingangssignalen op willekeurige momenten begint, zoals bijv. direct na de vorige meting of wanneer de gebruiker op start drukt. Meestal is het gewenst dat opnemen en weergeven begint wanneer een of meer van de ingangssignalen aan bepaalde vooraf ingestelde voorwaarden voldoen. We noemen dit triggeren. Deze pagina bevat basisinformatie over het triggeren van metingen.

Inhoud

1 Introductie
2 Kanaal-gerelateerde triggerinstellingen
2.1 Triggertype
2.1.1 Flanktrigger
2.1.2 Venstertrigger
2.1.3 TV trigger
2.2 Trigger-niveau
2.3 Trigger-hysterese
3 Instrument-gerelateerde triggerinstellingen
3.1 Triggerbron
3.1.1 Digitaal extern
3.1.2 Analoog extern
3.1.3 Generator-trigger
3.2 Pretrigger / Presamples
3.3 Trigger-timeout
3.4 Een trigger forceren

Introductie

Om een instrument te laten triggeren op een gewenste voorwaarde, is het uitgerust met een triggercircuit. Dit triggercircuit heeft diverse instellingen die aangepast kunnen worden. Deze instellingen zijn verdeeld in een groep van kanaal-gerelateerde triggerinstellingen en een groep van instrument-gerelateerde triggerinstellingen.

Kanaal-gerelateerde triggerinstellingen

In deze paragraaf worden de kanaal-gerelateerde triggerinstellingen behandeld.

Het kanaaltriggercircuit bewaakt de kanalen onafgebroken. Wanneer de ingangssignalen aan een vooraf ingestelde voorwaarde voldoen, wordt een triggersignaal opgewekt.

Er zin diverse kanaaltriggerinstellingen. Bij de meeste instrumenten kunnen deze instellingen per kanaal afzonderlijk ingesteld worden, bij sommige instrumenten gelden de kanaaltriggerinstellingen voor alle kanalen tegelijkertijd.

Triggertype

Er zijn verschillende typen triggervoorwaarden:

flanktrigger : trigger op een flank in het signaal
venstertrigger : trigger wanneer het signaal binnen of buiten een bepaald venster of bereik komt
TV-trigger : trigger op een lijnsynchronisatiepuls or framesynchronisatiepuls van een TV-signaal

Flanktrigger

Flankrigger kan gebruikt worden om op een opgaande flank of neergaande flank in het ingangssignaal te triggeren. Op welke flank getriggerd moet worden is in te stellen.

Om op een flank te kunnen triggeren, heeft het systeem twee instelbare niveaus, het arming-niveau en het firing-niveau. Het triggersyteem vergelijkt het ingangssignaal constant met deze twee niveaus.

Zodra het ingangssignaal het arming-niveau passeert in de vooraf ingestelde richting, staat het triggersysteem op scherp (armed). Wanneer op een opgaande flank getriggerd moet worden, moet het arming-niveau in een opwaartse richting gepasseerd worden, dus het signaal moet eerst kleiner zijn dan het arming-niveau en dan groter worden dan het arming-niveau. Wanneer op een neergaande flank getriggerd moet worden, moet het arming-niveau in een neerwaartse richting gepasseerd worden, dus het signaal moet eerst groter zijn dan het arming-niveau en dan kleiner worden dan het arming-niveau.

Wanneer het ingangssignaal het firing-niveau in de vooraf ingestelde richting passeert en het op scherp staat, is de gewenste flank gevonden, aan de triggervoorwaarde voldaan en wordt een triggersignaal opgewekt. Wanneer het ingangssignaal het firing-niveau in de vooraf ingestelde richting passeert maar het systeem niet op scherp staat, gebeurt er niets en blijft het systeem het ingangssignaal controleren.

In de onderstaande afbeelding wordt triggeren op opgaande flank getoond.

Venstertrigger

Vesntertrigger kan gebruikt worden wanneer getriggerd moet worden als een signaal binnen een venster (bereik) of buiten een venster komt.

Voor windowtrigger is het systeem uitgerust met een instelbaar venster, waarvan de bovenkant en onderkant afzonderlijk ingesteld kunnen worden. Het triggersysteem vergelijkt continu het ingangssignaal met de bovenkant en onderkant van het venster.

Wanneer Buiten venster trigger ingesteld is, zal het systeem een triggersignaal opwekken zodra het ingangssignaal hoger wordt dan het bovenste niveau van het venster of lager wordt dan het onderste niveau van het venter. In andere woorden: wanneer het signaal buiten het venter is.

Wanneer Binnen venster trigger ingesteld is, zal het systeem een triggersignaal opwekken zodra het ingangssignaal lager wordt dan het bovenste niveau van het venster en hoger wordt dan het onderste niveau van het venter. In andere woorden: wanneer het signaal binnen het venter is.

In de onderstaande afbeelding wordt Buiten venster triggeren getoond.

TV trigger

Een Beeld op een TV bestaat uit een groot aantal horizontale lijnen. Al deze lijnen worden achter elkaar naar de TV toegestuurd. Om flikkeren te voorkomen, worden eerst alle even genummerde lijnen gestuurd en daarna alle oneven genummerde lijnen. Dit wordt interlacing genoemd. Een beeld bestaat dus uit twee frames met lijnen.

Om er zeker van te zijn dat de TV het beeld op de juiste manier weer opbouwt, worden er lijn-synchronisatiepulsen tussen alle lijnen verzonden en frame-synchronisatiepulsen tussen alle frames. De frame-synchronisatiepuls na een even frame is anders dan de frame-synchronisatiepuls na een oneven frame.

Sommige TiePie engineering instrumenten hebben speciale sync-scheider-circuits, die de TV-lijn-pulsen en TV-frame-pulsen in het signaal detecteren. Deze pulsen kunnen gebruikt worden als triggersignaal, zodat de meting altijd start bij het begin van een lijn of het begin van een oneven frame of het begin van een even frame.

De mogelijke keuzen in de software zijn:

TV Line : trigger op een lijn-sync-puls
TV Frame odd : trigger op een oneven frame-sync-puls
TV Frame even : trigger op een even frame-sync-puls

Trigger-niveau

Het niveau waar bij flanktrigger de trigger plaats vindt, wordt het trigger-niveau genoemd. Dit komt overeen met het firing-niveau.

Trigger-hysterese

De afstand tussen het firing-niveau en het arming-niveau bij flanktrigger wordt de trigger-hysterese genoemd. De hysterese bepaalt de gevoelighied van het triggersysteem. Een kleine hysterese betekent dat het arming-niveau en het firing-niveau dicht bij elkaar liggen. Een kleine signaalverandering kan genoeg zijn om een trigger te veroorzaken. Een grote hysterese betekent dat de signaalverandering groot moet zijn voordat een trigger veroorzaakt wordt. Dit maakt het triggersysteem minder gevoelig voor bijvoorbeeld ruis.

Instrument-gerelateerde triggerinstellingen

In dit gedeelte worden de instrument-gerelateerde triggerinstellingen besproken. Deze instellingen hebben invloed op het gehele instrument, in tegenstelling tot de kanaal-gerelateerde triggerinstellingen, die alleen effect hebben op een kanaal.

Triggerbron

Zoals beschreven bij de kanaal-gerelateerde triggerinstellingen, hebben de kanalen verscheidene instellingen die bepalen hoe het systeem triggert op een signaal. De Triggerbron-instelling van het instrument bepaalt welke triggersignalen gebruikt worden om het instrument te triggeren.

De triggerbron kan ingesteld worden op een enkele triggerbron of op iedere combinatie van kanalen en overige triggerbronnen. De verschillende bronnen kunnen logisch gecombineerd worden met OR- en AND-functies. In de onderstaande afbeelding is de triggerbron ingesteld op kanaal 1.

Als geen trigger-bron is geselecteerd, is het triggersysteem uitgeschakeld en zal het instrument direct beginnen met het meten van de post-samples.

Digitaal extern

De meeste TiePie engineering instrumenten hebben naast de gewone kanalen ook een externe triggeringang, die gebruikt kan worden om een triggersignaal op aan te sluiten. Dit is meestal een digitaal (TTL) signaal. Trigger-niveau en trigger-hysterese kunnen niet ingesteld worden, wel de flank (opgaand of neergaand) waarop het systeem moet reageren.

Analoog extern

Sommige TiePie engineering instrumenten hebben ook een analoge externe triggeringang. Deze ingang gedraagt zich net als een gewone signaalingang, met gevoeligheid en signaalkoppeling. Voor deze triggeringang kunnen trigger-niveau en trigger-hysterese ingesteld worden, net als bij een gewoon kanaal.

Generator-trigger

De Handyscope HS3 is uitgerust met een Arbitrary Waveform Generator. Deze generator heeft een drietal triggersignalen die als triggerbron gebruikt kunnen worden:

Generator Start : trigger op het moment dat de generator begin met het opwekken van het signaal
Generator nieuwe periode : trigger op het moment dat de generator begint met het opwekken van een nieuwe periode van het signaal
Generator Stop : trigger op het moment dat de generator stopt met het opwekken van het signaal

Pretrigger / Presamples

Bij digital storage oscilloscopes bepaalt de record-lengte hoeveel samples gemeten worden. Al deze samples kunnen direct na het triggermoment gemeten worden. Het is echter ook mogelijk samples voor het triggermoment te meten, door presamples in te stellen.

Het totale record wordt dan verdeeld in een pretrigger-gedeelte en een posttrigger-gedeelte, die respectievelijk presamples en postsamples bevatten. Op deze manier is het mogelijk "terug in de tijd" te kijken, omdat de presamples gemeten zijn voor het triggermoment.

Met de TiePie engineering instrumenten is het mogelijk het triggermoment op ieder gewenst punt in het totale record te plaatsen.

Wanneer presamples geselecteerd zijn, wordt het triggersysteem onmiddellijk geactiveerd na het starten van de meting. De eerste keer dat aan de triggervoorwaarden wordt voldaan, zal een trigger gegenereerd en een meting verricht worden. Het systeem vult niet eerst de pretrigger-buffer voordat het triggersysteem geactiveerd wordt. Afhankelijk van het gemeten signaal en het moment dat de meting gestart is, kan dit resulteren in dat niet alle presamples gemeten zijn, maar dat de eerste presamples 0 Volt blijven.

De reden dat deze techniek wordt gebruikt is dat op deze manier nooit een trigger gemist kan worden. Als het instrument eerst de pretrigger-buffer zou vullen voor het triggersysteem te activeren, zou het kunnen gebeuren dat al aan de triggervoorwaarden voldaan wordt terwijl de pretrigger-buffer nog gevuld wordt. Er zou dan geen triggering plaatsvinden en er zou geen meting worden uitgevoerd.

Trigger-timeout

Zodra de triggervoorwaarden ingesteld zijn en de meting is gestart, zal het instrument wachten tot aan de triggervoorwaarden is voldaan voor een meting voltooid wordt.

Als de triggervooorwaarden zodanig zijn ingesteld dat de aanwezige signalen nooit aan de voorwaarden zullen voldoen, zal het instrument oneindig lang wachten. Wanneer geen metingen worden voltooid, wordt ook niets weergegeven.

Om te voorkomen dat het instrument oneindig lang blijft wachten zonder iets weer te geven, is een trigger-timeout aan het systeem toegevoegd. Wanneer na een vooraf ingestelde hoeveelheid tijd na het starten van de meting nog geen trigger is geweest, zal het systeem een trigger forceren. Op deze manier kan een signaal dat geen trigger veroorzaakt toch gemeten en weergegeven worden, zodat de triggerinstellingen overeenkomstig aangepast kunnen worden. Bij conventionele oscilloscopen wordt dit Trigger mode AUTO genoemd, de gebruikte waarde is dan ongeveer 20 ms.

De trigger-timeout wordt als getalswaarde, die de wachttijd in seconden weergeeft, ingesteld. Er zijn twee bijzondere waarden voor de trigger-timeout-instelling:

trigger-timeout = 0 er wordt onmiddellijk na het starten van de meting een trigger geforceerd, waardoor het triggersysteem in feite uitgeschakeld wordt en er altijd gemeten wordt. Er worden geen presamples gemeten. Het instrument gedraagt zich net alsof er geen triggerbron geselecteerd is.

trigger-timeout = oneindig er wordt oneindig lang gewacht op een trigger. De software zal nooit een trigger forceren, pas als aan de triggervoorwaarde(n) voldaan wordt vindt een trigger en meting plaats. Deze instelling is vooral nuttig bij single-shot-metingen. Bij conventionele oscilloscopen wordt dit Trigger mode NORM genoemd.

Drukken op de W-toets op het toetsenbord zal de trigger-timeout schakelen tussen de ingestelde waarde en oneindig. Drukken op de 0-toets (nul) op het toetsenbord zal de trigger-timeout schakelen tussen de ingestelde waarde en nul.

Een trigger forceren

Naast het gebruik van de eerdergenoemde triggerbronnen en de trigger-timeout om een meting te starten, kunt u op de spatiebalk drukken om niet langer op de trigger-timeout te wachten en direct te starten met het meten van de post-samples.