Oskilloskoopin triggauksesta yleistietoa

Digitaalisen oskilloskoopin triggauksesta. Siglent X sarjan oskilloskoopeissa on täysdigitaalinen triggaus

Tässä keskitytään pääasiassa ainoastaan täysdigitaaliseen triggaukseen. Monella valmistajalla on edelleen varsinkin edullisemman luokan digitaalisia oskilloskooppeja joissa on perinteinen analoginen triggaus mutta tekniikan kehitys ajaa niiden ohi väistämättä tavanomaisissa oskilloskoopeissa.

Huomaa että uusimmissa malleissa saattaa olla joitain pieniä eroavuuksia sekä lisäksi joitain uusia triggaustoimintoja.
Tämän tarkoitus ei ole paneutua jokaisen skooppimallin aivan yksityiskohtaisimpiin ominaisuuksiin. Se olisi oikeastaan mahdotonta.
Kuitenkin allaolevat pätevät pääpiirteittäin kaikkiin Siglentin SPO eli DPO malleihin samoin kuin sitten moniin muihinkin skooppeihin soveltaen.
Tätä tehtäessä mallit ovat olleet SDS1000X/X+, SDS1202X-E ja SDS2000X joista nykyisin on lähinnä SDS1202X-E. Kuitenkin juuri sen triggauksissa on paljon yhtenäistä muihin X-E malleihin ja soveltuvin osin 2000XPlus ja 5000X sarjaan.

Sarjaliikenne triggaus alempana. (suosittelen kuitenkin ensin perehtymään digitaalisen triggausjärjestelmän perus ominaisuuksiin)



Tällä kuvalla on vain viihdearvoa.
Triggaus puuttuu tai on erittäin epävaakaa  ja  sitten triggaus kuin kiveen hakattu. Siinä on eroa.


Voisi karkeasti sanoa että triggaus ja sen laatu sekä muut ominaisuudet on yksi aivan tärkeimpiä asioita oskilloskoopissa.

Monesti puhutaan näytenopeudesta, taajuusvasteesta, muistin määrästä ja ns wfm/s nopeudesta (kuinka monta "vaakapyyhkäisyä" sekunnissa) samoin monista muista toiminnoista. Ikäänkuin triggaus olisi jokin joka vain on eikä siitä tarvi sen enempää. Triggauksen toiminnan ymmärtäminen on yksi erittäin keskeinen asia oskilloskoopin käytössä.

Oskilloskoopilla jonka triggaus on kelvoton ei tee mitään vaikka siinä olisi kuinka hienoja muita toimintoja.
Lähestulkoon sama lopputulos seuraa mikäli ei ole lainkaan perillä siitä kuinka triggauksen asetuksia ja valintoja tehdään erilaisissa tilanteissa.

Voin melkoisen syvällä rintaäänellä sanoa että Siglentin X sarjan oskilloskooppien triggauksen laatu ja toiminnot ovat hintaluokassaan todellakin poikkeuksellisen hyvät. Eikä siinä ole yhtään ylisanaa.
Aikanaan "jonkun mielestä munaisuudessa" Tektronix oli oskilloskooppien "Rolls-Royce" ja yksi tärkeimpia asioita sen maineen saavuttamisessa oli juuri triggaus jonka laatu oli ehkäpä kirkkaastikin yli kilpailijoiden. Tektronixilla tiedettiin että se on asia jossa pitää olla oikeasti hyvä eikä sekään riitä, pitää olla parempi ja paras.
Voisi sanoa että Siglent onehdottomasti ylintä eliittijoukkoa ja tekee hintaluokassaan suurinpiirtein "Tektronixit".

Siglent SDS1000X/X+, SDS1202X-E sekä SDS2000X malleissa, siis kaikissa X sarjan oskilloskoopeissa, on päätulokanavien osalta käytössä nykyaikainen tarkka ja monipuoliset triggaustoiminnot mahdollistava täysdigitaalinen triggaus joka aikaisemmin oli käytössä ainoastaan kalliissa monipuolisissa oskilloskoopeissa eikä niissäkään tavattoman kauan.

Perinteisempi toteutus joka on edelleenkin käytössä monissa uusissakin oskilloskoopeissa on analonaloginen triggaus jossa triggausta varten otetaan analoginen signaali triggaukseen ennen AD muunninta. Tätä analogista signaalia käytetään sitten muodostamaan triggaus. Tässä järjestelmässä on lukuisia ongelmia joita toki voidaan eliminoida monin tavoin mikäli suunnitteluun ja toteutukseen uhrataan - rahaa ja suunnittelutyötä vai pitäisikö paremmin sanoa taitoa. Siltikään ei käytännössä päästä eroon kaikista ongelmista.

Digitaalisessa triggauksessa on myös omat ongelmansa ja heikkoutensa. Saavutettuihin etuihin nähden heikkoudet ovat useinmiten täysin marginaalisia.
Yksi olennainen seikka pitää joka tapauksessa tietää ja huomioida. Triggaus voidaan muodostaa ainoastaan siitä datasta joka AD muuntimelta saadaan ulos. Mikäli signaali ylittää AD muuntimen ala tai ylärajan signaali leikkautuu eikä siellä ole mitään jota voi käyttää triggaukseen. Se ei jousta eikä veny bitin bittiä. Analogisessa oskilloskoopissa tai digiskoopissa analogisella triggauksella signaalia voi olla edelleenkin triggaukseen käytettävissä paljonkin yli kuvaruudun menevällä alueella.
Siglent oskilloskoopeissa AD muuntimen alue on noin 10 ruutua. Kuvaruudun alue on 8 ruutua. Yläpuolella ja alapuolella siis on noin ruudun alue jolta voidaan vielä saada tietoa triggaukselle. Kuitenkin kuvaruudun ulkopuolisen alueen lineaarisuus jännitteen osalta ei ole kaikilla jännitealueilla enää paras mahdollinen johtuen AD muunninta ennen olevien analogisten piirien ominaisuuksista.

Täysdigitaalisessa triggauksessa triggaus muodostetaan suoraan reaaliajassa siitä datavirrasta jota signaalia digitoiva AD  muunnin tuottaa, ja siinä on todella kiire. Siitä muodostetaan signaalin kuva ja siitä samasta datasta (ennen kuvan muodostusta tietenkin) muodostetaan triggaus   - näin triggaus perustuu täsmälleen samaan dataan kuin signaalin kuva.
Tällä päästään erittäin täsmällisiin ja monipuolisiin triggauksiin samoin kuin  signaalin triggausjitteri saadaan erittäin alhaiseksi.

Aikaisemmin ei ollut helposti saatavilla digitaalitriggaukseen soveltuvaa prosessointitehoa kovinkaan edullisesti. Usein tarvittiin hyvin kalliita ASIC piirejä ja/tai muuten kalliita ratkaisuja. Luonnollisesti alemman pään oskilloskoopeissa tilanne on hiukan helpompi kun ADC tuottama datavirta on usein luokkaa 1-2 Gigatavua sekunnissa joka on murto-osa kalliiden nopeiden oskilloskooppien vastaavasta. Digitaalisen triggausjärjestelmän tulee pystyä tuossa nopeudessa laskemaan ja käsittelemään dataa jotta siitä voidaan "lennossa" nopeasti muodostaa triggaus ja kyetään riittävään "vaakapyyhkäisyjen" toistonopeuteen (waveform update speed).  Siinä on kiire. Jokaiselle vaakapyyhkäisylle pitää ehtiä prosessoida triggauskohta. Jokaisen vaakapyyhkäisyn triggauskohta pitää asemoida kuvassa täsmälleen samaan kohtaan aika-akselilla. Vaakapyyhkäisyjä saattaa olla esimerkiksi 1000 tai 100000 sekunnissa. Toki kalliissa oskilloskoopeissa päästään paljon pidemmälle. Samplenopeus saattaa olla moninkertainen ja vaakapyyhkäisynopeuskin moninkertainen.

Jos on aiemmin tottunut analogiseen oskilloskooppiin ja/tai perinteisempään digiskooppiin analogisella triggauksella saattaa modernin oskilloskoopin triggauksen jotkut "ilmiöt" aiheuttaa hämmennystä.
Näitä on näkynyt erilaisilla palstoilla ja foorumeilla usein. Erityisesti kun vailla tietoa ja kokemusta otetaan vain uusi oskilloskooppi käyttöön ja sitten hämmästellään ilmiöita ja uskotaan että oskilloskoopissa on jokin vika vain kun ei ehkä ymmärretä miksi havaitaan jokin itselle outo asia. Uskomusten varassa ei kannattaisi olla.
Laitteen tehokas onnistunut käyttö edellyttää tietoa ja ymmärrystä ainakin  perus asioista ja tuotekohtaista tietoa toiminnasta sekä ominaisuuksista.

Tästä aiheesta on myös saatavilla runsaasti yleisluonteista materiaalia luettavaksi mutta pääasiassa englanniksi.
On hiukan kummallinen käsitys nykyaikana kun ajatellaan että mitään ei tarvisi oikeasti opiskella tai harjoitella. Laite vaan suoraan paketista päydälle ja vailla tietoa ja kokemusta sitten nettiin taivastelemaan kuinka ihmeellisesti laite toimii ja mitähän ihmettä se nyt tuollaista näyttää kun en edes ole probea mihinkään kytkenyt tai sitten oskilloskoopin etupaneelin kuvitellaan olevan jokin pelilaitteen käyttöpaneeli jossa nopein sormi aina voittaa. Jopa itseään asiantujaksi nostaneet "mediataiteilijat" syyllistyvät tavan takaa tällaiseen täysin ala arvoiseen "opettamiseen". Itsekritiikin taso ja oman työn laatukriteerien valvonta on usein hämmästyttävän alhainen. Vai olisikohan niin että se juuri mahdollistaa ns mediabisneksen. Ikävää että tällaista ala-arvoista laitteiden käyttötapaa suorastaan tyrkytetään nuorille tai muuten harrastuksen alussa oleville ikäänkuin "normaalina". 

Triggaus on oskilloskoopin niin ylivoimaisen tärkeä osa-alue että siihen todella kannattaa perehtyä mikäli tekee oskilloskoopilla vähänkään vaativampia asioita. Koskee myös analogisia vanhoja oskilloskooppeja hyvin vähäisin triggaustoiminnoin. Nykyaikainen digitaalinen oskilloskooppi on aivan jotain muuta. On toimintoja joista ei edes unta nähty analogisten skooppien valta-aikana. Triggaustapoja on nyt laaja joukko, varsinkin kun puhutaan nykyaikaisimmista täysdigitaalisella triggauksella varustetuista oskilloskoopeista. Kun otetaan niiden triggaustyyppien kunkin kaikki säätöparametrit puhutaan huikeasta määrästä opeteltavaa mikäli haluaa ne kaikki oppia kunnolla. 

Otanpa vain yhden pikkiriikkisen mahdollisimman yksinkertaisen esimerkin. Otetaan 5MHz siniaalto joka on AM moduloitu. Moduloiva taajuus esimerkiksi jotain (esim) 200 - 4000Hz. Perinteinen tapa digiskoopilla on säätää triggaustaso jonnekin puolen välin paikkeille kantoaallon tason vaihteluvälistä. Sen jälkeen säätää triggauksen ns "hold-off" aikaa siten että saadaan stabiili triggaus. No, ihan ok. Kunnes moduloivan signaalin taajuus muuttuu enemmän kuin vähän ja holdoff aika ei enää sovikaan.
Kun käytettävissä on edistyksellisempiä triggaustoimintoja voidan tehdä myös toisin. Käytetäänkin esimerkiksi "Interval" triggausta "Edge" sijasta. Asetetaan ehdoksi esim nouseva reuna ja "limit range >=" sekä parametriksi sopiva aika. (esim 80us mutta tietenkin sitten sen mukaan mitkä on moduloinnin parametrit)
Nyt ei haitaa vaikka moduloiva taajuus vaihtelisi. Näyttöllä on kuva  moduloidusta signaalista vakaasti kuin kiveen hakattu myös moduloivan taajuuden vaihdellessa melko laajoissa rajoissa. Ja kuitenkin samalla saadaan aikaan suhteellisen hyvä wfm/s nopeus.

Digitaalisella triggausärjestelmällä voidaan säädöt tehdä huomattavalla tarkkuudella koska poissa on analogisen triggaus järjestelmän eri signaaliteiden aiheuttamat ongelmat sekä tason että ajan suhteen verrattuna digitoituun pääsignaaliin ja päälle vielä komparaattorin ominaisuudet sekä edelleen sieltä saadun trig tiedon pohjalta digitoidun signallin ajallinen kohdistus ja hienosäätö ADC näytteiden välin sisällä.

Periaatekuva digitaalisesta sekä analogisesta triggauksesta digitaalisessa oskilloskoopissa.

Oheinen kuva 1 alla on Keysight julkaisemaa materiaalia. Syyskuussa 2016 Keysight paperissa todetaan ettei puhuta digitaalisesta triggauksesta koska ne ovat harvinaisia. Uskomatonta! 
Esim Rohde&Schwarz on jo vuosikaudet puhunut täysdigitaalisesta triggauksesta jota soveltavat muun muassa arvokkaissa RTO oskilloskoopeissaan.



      Kuva 1

No annetaan Keysightin levätä rauhassa..... heidän alemman pään oskilloskoopit ovat muutenkin melko avuttomia siihen nähden kuinka  H-P/Agilent/Keysight nimi laatumielikuvissa edelleenkin tuottaa uskomuksia. 
Niihin hyvän auton hintaisiin en ota kantaa muuten kuin että hyviä ovat tietenkin. Jotain ikävää on alemmassa hintaryhmässä tapahtunut laadulle - valitettavasti.

Siglent X ja X-E malleissa rauta riittää ajamaan täysdigitaalista triggausjärjestelmää helposti.

 

Nykyaikainen täysdigitaalinen triggaus prosessoidaan reaaliajassa samasta digitoidusta datasta jota myös näytetään. Triggauksen käytettävissä on aina täysin aikasidottua ja yhtenevää dataa signaalin digitoidun datan kanssa. Ei ryömintöjä eikä kulkuaikaeroja eikä ylimääräistä jitteriä signaalikuvaan nähden. Myös samplevälit luonnollisesti interpoloidaan lennossa ja kaikenkaikkiaan triggausjitteri saadaan erittäin vähäiseksi.
Lisäksi on huomattava että triggauksen käytettävissä on se ADC nopeus jolla se toimii eikä se mahdollisesti alempi joka muistiin ja näytölle ajetaan hitaammilla vaakapyyhkäisy ajoilla.


      Kuva 2

Täysverisessä digitaalisessa triggauksessa signaali saadaan triggaukseen AD muuntimen jälkeen. (poikkeuksen muodostaa joissain malleissa oleva Ext Trig tulo joka käsitellään perinteisellä analogisella tavalla)




      Kuva 2a 

Ylimalkainen SDS1004X-E mallien rakenneperiaate



Siglent SDS1000X-E sarjan oskilloskoopeissa digitaalinen triggaus käyttää AD muuntimen dataa. Kun näytemuistiin menevää dataa desimoidaan hitailla t/div asetuksilla se ei koske triggausjärjestelmää. Triggausjärjestelmä saa aina samaa desimoimatonta näytenopeutta⁽¹⁾. Desimoitaessa käytettäessä joko lineaarista tai Sin(x)/x interpolointia (ei Dots näyttötyyppi) jokaisen vaakapyyhkäisyn interpoloitu signaalikuva asemoidaan vaakasuunnassa siten että desimoidun näytejonon interpoloinnin tuloksena syntyneen viivan triggausatason leikkaava kohta asemoidaan triggauksen aikalinjalle. Oskilloskooppi toimii tällöin kuin desimoitu nopeus olisi todellinen nopeus. Kun kumpikaan interpolointitapa ei ole käytössä, eli näyttömuoto pisteet, signaali asemoituu oikein desimoinnista huolimatta. Tätä on käsitelty erikseen täällä.
Desimointi tapahtuu silloin kun täyttä näytenopeutta ei voida käyttää koska muistin määrä ei riitä täyden nopeuden datamäärään. Esimerkki: Jos näytön leveys on 14 ruutua ja nopeudeksi asetetaan 100µs/ruutu ja muistin määrä olisi 14000 näytettä (14k) olisi muistia käytettävissä 14*100µs=1400µs = 1,4ms. Kuinka lyhytv voi näyteväli olla jotta 14000 näytteen aika on tuo 1,4ms. 1400µs/14000=0,1µs. Tosin sanoen voidaan näytteittää 10Msa/s. Mutta, jos AD muunnin kuitenkin edelleen toimii 1Gsa/s niin nyt on desimoitava. Otetaan joka sadas näyte ja lykätään väliin jäävät bittiavaruuteen. 
Kuvassa 2a  4 kanavainen SDS1004X-E. 2-kanavainen toimii kuten kuvan "Group A" (tai B).

⁽¹⁾ Tämä kuitenkaan aina tarkoita että triggausjärjestelmä saisi täyttä maksimi näytenopeutta. Se riippuu kulloisenkin oskilloskoopin rakenteesta ja muun muassa käytetystä AD muuntimesta ja muista piiriteknisistä ratkaisuista. Esimerkiksi SDS1004X-E malleissa silloinkin kun se käyttää AD muuntimen ns interleaved nopeutta 1GSa/s triggausjärjestelmä käyttää siitä joka toista näytettä eli saa 2ns välein tavun. Tämä tapahtuu myös silloin jos oskilloskoopin ruudulla kerrotaan vaikkapa 10MSa/s vallitsevaksi nopeudeksi. Se on desimoitu nopeus. Jos se on tilanteessa jossa AD muunnin toimii lomittelumoodissa (interleaved) silloin 1GSa/s datavirrasta on desimoinnissa otettu muistiin vain joka sadas AD muunnos mutta triggausjärjestelmä saa 500MSa/s. Jos taas ADC on lomittamattomassa moodissa (500MSa/s) ja vallitsevaksi nopeudeksi skooppi ilmoittaa 10MSa/s silloin muistiin menee joka viideskymmenes näyte mutta edelleen triggausjärjestelmä saa 500MSa/s eli nyt jokaisen näytteen. Eri mallit poikkeavat toisistaan enemmän tai vähemmän. Yksi vinkki: Datalehden Peak Detect voi kertoa siitä mikä on triggerin saama datanopeus täysdigitaalisella triggauksella varustetussa skoopissa.

Huom: Jos Siglent X sarjan oskilloskoopissa on erillinen EXT Trig kanava, se toimii perinteisellä analogisella komparaattori periaatteella eikä sitä sigaalia varten ole AD muunninta lainkaan. Siitä on lisäksi jätetty pois monia ns edistyksellisia triggaus toimintoja. Sen triggaustarkkuus ei ole läheskään yhtä hyvä tasotarkkuuden eikä ajan suhteen kuin pääkanavissa. Jitteri on paljon suurempaa.

Vinkki: Jos tarvitset hyvän "Ext" triggauksen ja joku pääkanava on vapaana, voit käyttää sellaista triggaukseen.
Nykyisin esimerkiksi 4 kanavaisessa SDS1000X-E sarjassa ei ole lainkaan Ext Trig kanavaa. Mutta vapaata päälkanavaa voi käyttää luonnollisesti triggaukseen. Mikäli haluaa, voi triggaukseen käytettävän kanavan sammuttaa pois näytöltä. (minka tahasa kanavan voi sammuttaa pois näytöltä mutta kanava kuitenkin toimii silloinkin normaalisti. Hyödyllinen joskus myös kanavien välistä matematiikkaa käytettäessä.

Sinänsä triggaustoimintojen käytön kannalta ei ole paljoakan merkitystä sillä kummalla periaatteella se on toteutettu. Silti on hyvä tietää kumpi periaate on käytössä koska joissain rajatapauksissa erojakin on. Yksi sellainen ero on se että digitaalisen triggauksen vertikaali toimialue on enitään sama kuin AD muuntimen. Jos signaali ylittää hiukankin sen rajat, sieltä ylittävältä osalta ei saada mitään triggaukselle. Analoginen järjestelmä sensijaan mahdollistaa ainakin periaatteessa myös reilusti näytön vertikaalialueen alueen ulkopuolisen signaaliosan osallisuuden triggaukseen.  Siglent X sarjan oskilloskoopeissa AD muuntimen vertikaalinen alue on noin 10 ruutua. Kuvaruudun alue on yleensä 8 ruutua.
 
Nyrkkisääntömäinen suositukseni. Pyri pitämään signaalin pääosa tyypillisesti noin  6 - max 8 ruudun korkuisena. Tällöin siinä on edelleen myös varaa ennenkuin aletaan leikata ja ollaan myös analogisten etuasteen osien parhalla lineaarisella alueella. Analoginen oskilloskooppi ei leikkaa samalla tavalla kuin digitaalinen. Toki AD muuntimen alue on teoriassa noin 10 ruutua vertikaalisuunnassa mutta reunoille mentäessä alkaa joka tapauksessa lineaarisuus kärsiä.  Ei tämä myöskään mikään Siglent spesiaali ole. Kautta aikojen esimerkiksi vanhat Tektronix huolto ohjeet ja kalibroinnit yms tarkistukset tehdään pääosin 6 ruudun korkuisina. Myös oskilloskoopin taajuusvasteen mittaukset. (toki siihen on lisäsyynä myös itse katodisädeputki ja sen vertikaali poikkeutusta ohjaavat analogiset asteet.)

Aika usein käytetty triggaustapa on: Edge (reuna) ja suunta Rising (nouseva) siinä sen DC taso.
Se on myös ns oletusarvo joihin laite menee kun painat Default painiketta.

Alempana tarkastellaan hiukan muitakin triggaustoimintoja. 

Ensin hiukan yleistä.

Yksi tärkeä seikka on hyvä huomata jos käsissä on ensimmäinen digiskooppi analogisen oskilloskoopin jälkeen tai rinnalle. (rinnalle siksi että en minä aikanaan hävittäisi analogista vaikka minulla olisi kymmenen digiskooppia)

Analoginen skooppi alkaa pyyhkäistä kuvaruutua ja piirtää signaalia triggauksen tapahduttua joko signaalin generoimana tai autotrig toiminnon generoimana kuvaruudun vasemmasta reunasta jossa on triggauksen sijainti aika-akselilla. (etkä näe mitä ennen triggausta signaalissa tapahtui lukuunottamatta erittäin lyhyttä aikaa joka on saatu useinmiten aikaan lisäämällä järjestelmään viivelinja (kieppi kokaksiaalia tms) jossa syntyy kulkuajan(a) verran viivettä ja jota viivästystä ei ole siinä signaalin osassa joka viedään triggauspiireille.)
(a)Tavallisen esim RG174...RG223 kaapelin kulkuaika on noin 5ns/m

Digiskoopin "pyyhkäisy" sensijaan ei odota triggausta vasemmassa reunassa. (yksinkertaistetusti mutkia oikoen) Se "pyyhkäisee" näkymättömissä pre trigger osuuden joka on oletusarvoisesti vasemmasta reunasta (tai näytemuistin alusta) keskelle (pre trig alue). "pyyhkäisy" pysähtyy tähän näytteittämään signaalia. Uudet näytteet työntävät vanhempia yli laidan(FIFO) ja samalla odetaan triggausta ja kun triggaus toteutuu jatketaan siitä eteenpäin muistin loppuun jonka jälkeen mahdollisimman nopeasti palataan uudelleen näytteittämään pre triger osaa.

Oletusarvoisesti triggauskohta on vaakauunnassa keskellä. Triggauksen sijainnin voi siirtää sallituissa rajoissa. Pääikkunan keskilinja on aika "nolla". Triggauskohtaa siirrettäessä triggaus linjan aika suhteessa keskilinjaan näytetään joko negatiivisena (keskilinjan vasemalla puolen) tai positiivisena (keskilinjan oikealla puolella). Myös Zoom ikkunan triggauskohdan aika ilmoitetaan pääikkunan keskilinjan nollakohtaan nähden eikä riipu siitä onko pääikkunassa triggauskohta siirretty suhteessa keskilinjaan. Zoomattaessa pääikkunan triggauksen aikaeroa keskilinjaan ei näytetä. (tämä joskus herättää hämmennystä mutta kun siihen tottuu se ei juurikaan ongelmalta tunnu, toisaalta se on selkeä kun muistaa että referenssikohta on aina ylemmän eli pääikkunan näytön keskilinja)

Triggauksen saatuaan (signaalista tai autotrig generoimana) se jatkaa "pyyhkäisyä" siitä eteenpäin (post trig alue) kunnes käytössä oleva muisti on täysi jonka jälkeen se työnnetään näytölle tai siis näyttömuistiin.
Tämän jälkeen siirrytään niin nopeasti kuin voidaan taas näytteittämään pretrig osuutta kunnes seuraava trig. 
Digiskoopilla näet mitä tapahtui jopa paljon ennen triggausta. Toki voit sitten asetella sen näyttämään toisinkin.

Poikkeuksen tekee "Roll" toiminto jossa signaalia piirretaan jatkuvana virtana ikäänkuin rullapaperpiirturilla. Triggaus ei ole Roll toiminnossa käytössä.
Jos hitailla nopeuksilla ei olla "Roll" moodissa skooppi saattaa tuntua hitaalta, toiminta kuten yllä kerrotu. Se on normaalia eikä sille mahda mitään että yhden sekunnin  odottamiseen kuluu yksi sekunti aikaa ja kahden kaksi sekuntia. Skooppi ei näytä tällöinkään pretrig osuttaa ennen kuin tulee triggaus ja koko vaakapyyhkäisyn mitta tehty. (toki vastaavassa tilanteessa analoginen skooppi ei myöskään näytä mitään. Se vain odottaa triggausta. Mutta saitten onkin iso ero. Heti kun trigattu, analoginen alkaa piirtää vasemmalta oikealle edeten. Paitsi että hitailla nopeuksilla näet vain pisteen joka liikkuu ruudun yli unohtaen kaiken mikä juuri tapahtui.)



Triggaukseen liittyy yksi tärkeä seikka, triggaus hystereesi.  Tämä jää usein vähemmälle huomiolle olkoot kysessä analoginen oskilloskooppi tai digitaaliskooppi. Oskilloskooppi ei myöskään näytä triggaushystereesistä mitään arvoja eli se on ikäänkuin "piilossa".


      Kuva 3

Triggaus hystereesi yksinkertaistetusti ja oletuksena että triggaustapa on Edge (reuna) ja suunta Rising (nouseva reuna).
(Vastaavasti jos käytetään Edge triggausta laskevalla reunalla, sijaitsee "Hysteresis treshold" triggaustason yläpuolella ja toiminto siis ikääkuin ylösalaisin).


Signaalin on ylitettävä kuvassa "Hysteresis treshold" (2) alhaalta ylöspäin ja kun se sen jälkeen alhaalta ylöspäin tullessaan ensimmäisen kerran ylittää tason "Trigger level" (3) generoidaan siitä triggaus joka on myös kohdistuspiste kun koko vaakapyyhkäisy asemoidaan aika akselilla triggauskohtaan. (toki sekin on mutkikkaampi prosessi koska näyte harvoin osuu juuri oikealle triggaustasolle, siitä hiukan myöhemmin lisää)
Jos signaalissa esiintyisi esim jokin piikki ja "Hysteresis treshold" (1) ylittyy ei siitä vielä trigata. Signaali saa vaikka useita kertoja ylitellä "Hysteresis treshold" tasoa. Vasta kun tapahtuu ylitys (2) ja sen jälkeen ylitys (3) on ehdot täyttyneet ja generoidaan triggaus.


Hystereesin suuruus.
Siglent oskilloskoopeissa ei ole mahdollisuutta vapaasti säätää hystereesiä. Tehtaan oletusasetuksilla hystereesi on noin 1/3 ruutua.
Triggaus asetuksista löytyy valinta "Noise Reject" (on/off) joka vaikuttaa hystereesiin. Sille on asetettu mahdollisimman moneen tilanteeseen sopivat kompromissit jotka ovat noin (NoiseReject Off) 1/3 ruutua tai lähes 1 ruutu (Noise Reject on).
(Tehtaan oletusasetus on "NoiseReject" Off. )

Käytännön esimerkki:


      Kuva 4

Signaali on epäsymmetristä ramppia johon on summattu matalampitasoinen ja suurempitaajuuksinen toinen epäsymmetrinen ramppi.
Sen matkii esimerkiksi signaalin päällä ratsastavaa häiriötä tms johon ei haluta trigata. Kuvassa on käytössä myös pitkäaikainen persistence jolloin kuvaruudulle jää jälki myös harvemmin tapahtuneista ilmiöistä (tässä tuo sinipunainen).
(tuolla aaltomuodolla ei ole varsinaista merkitystä tässä mutta se oli helppo toteuttaa siten että myös mittaukset oli helppo tehdä.)

Kuvassa siis tapahtuu niin että skooppi triggaa jatkuvasti "satunnaisesti" kahdesta eri kohdasta jossa ehdot täyttyy riippuen siitä kuinka signaali tarkalleen ajoittuu siihen nähden kun edellisen triggauksen jälkeen triggaus on taas viritetty valmiiksi eli vapaa tunnistamaan seuraavan triggauksen. Kohta harvemmin esiintyvässä sinipunaisessa triggaa aina silloin tällöin (kuvassa on persistence käytössä) ja useinmiten tuon punaisen tavoin.
Rampin päällä ratsastavan matalampitasoisen ja suurempitaajuuksisen rampin amplitudi on suurempi kuin triggaushystereesi. Livenä tuo näyttää sille että signaali "pomppii" edestakaisn vaakasuunnassa.





      Kuva 5

Nyt hystereesi on suurempi ja saadaan stabiili triggaus koska tuon rampin päällä ratsastavan matalampitasoisen ja suuremptaajuuksisen signaalin amplitudi on pienempi kuin triggaushystereesi.

Huomaa!
Edge triggaus nousevalla reunalla: triggaus ei ole mahdollinen aivan signaalin minimien tuntumassa.
Edge triggaus laskevalla reunalla:  triggaus ei ole mahdollinen aivan signaalin maksimien tuntumassa.
Syy siihen on hystereesi.

TYÖN ALLA - UNDER CONSTRUCTION



SDS1000X-E sarjan triggausjärjestelmä.  Takaisin. (myös muissa X sarjan malleissa samankaltaisia)

Triggaukseen liittyen oskilloskoopin toimintamoodeja on kolme.

1. Auto (tämä on oletusarvoisesti käytössä)
Tässä tavassa trigataan normaalisti asetusten mukaisesti kuten Normal tavassakin. Mutta, mikäli triggausta odotellessa ei triggaavaa muutosta signaalissa esiinny odotuksen maksimiajan kuluessa generoi oskilloskooppi itse triggauksen. Ja mikäli edelleenkään seuraavilla kierroksilla ei esiinny triggaavaa tapahtumaa signaalissa jatkaa oskilloskooppi uusia "vaaka pyyhkäisy" kierroksia maksimi nopeudella joka riippuu kulloisistakin asetuksista. Kun signaalista löytyy seuraavan kerran triggaus odotetaan sitä seuraavalla kierroksella taas hetki ensin todellista triggausta ja jos sitä ei havaita ajan kuluessa siirryytään tuohon autotriggaukseen.

2. Normal
Tässä tavassa odotetaan aina signaalissa esiintyvää triggausehdot täyttävää tapahtumaa. Mikäli sellaista ei esiinny, ei trigata vaan odotetaan (pre trig alueen lopussa koko ajan näytteittäen ja FIFO periaattella vanhaa dataa ulos) kunnes sellainen esiintyy jolloin jatketaan muistin loppuun ja siirrytään seuraavaan kierrokseen. 

3. Single
Kuten Normal mutta tehdään vain yksi vaakapyyhkäisy. Aluksi pyyhkäistään pre trig alue ja jäädään siihen odottamaan tríggausta samalla näytteittäen signaalia ja työntäen vanhempaa näytedataa ulos (FIFO).  Kun triggaus on tapahtunut jatketaan muistin loppuun siirretään signaalin kuva näytölle ja pysähdytään siihen (näytössä nyt vain tuo yksi vaakapyyhkäisy).
Käyttö: Run valo palaa esim auto tai normal triggaus käytössä. (A) Paina Single. Single valo palaa ja samoin Run kunnes tapahtuu triggaus. Sen triggauksen jälkeen Run valo muuttuu punaiseksi = Stop. Single vali sammuu ja näytöllä on tuo yksi vaakapyyhkäisy. Jos haluat seuraavan, siirry kohtaan (A).

Yksityiskohtaiset triggauksen asetukset, triggaustavat ja niiden asetukset löytyvät triggaus osan Setup valikoista.

On erityisesti yksi asetus joka joskus herättää hämmennystä. Tämä on Trigger Coupling ja siinä erityisesti valinta AC/DC. Tällä ei ole mitään tekemistä oskilloskoopin tulokanavan vastaavan asetuksen kanssa. Triggauksen asetukset  koskevat sitä "signaalia" joka myodostuu AD muuntimelta ulos tulevasta datasta. AC coupling suodattaa siitä DC osuuden pois (rajataajuus noin alle 6Hz) ja se suodatetttu signaali on nyt signaali johon nähden trigger asetukset tehdään. Sen sijaan kuvaruudulle edelleenkin piirretään signaali jossa on myös DC mukana. Siksi myöskään triggauksen tasomerkkiä ei näytetä näytöllä koska sehän eläisi koko ajan DC tai alle 6Hz osuuden heilutellessa signaalikuvaa pystysuunnassa. Triggaustaso säädetään nyt suhteellisena signaalin AC osuuden tasoon nähden.

Trigger Coupling. Signaalin kytkentä triggauspiireille.

Analogisissa oskillokoopeissa signaalista vietiin sivuhaara triggaus piireille. Signaali voitiin suodattaa tai kytkeä sinne DC kytkentäisesti tai AC kytkentäisesti joka siis jätti DC huomiotta. Se toteutettiin aivan fyysisillä aktiivisialla ja passiivisilla komponenteilla ja kytkimillä.
Täysdigitaalisessa triggauksessa sama asia tehdään ohjelmallisesti (DSP). Aivan samoin siellä on ohjelmallinen DC/AC valinta hyvin matalataajuinen ylipäästösuodin, sekä sitten muille taajuuksille (LF ja HF) alipäästö ja ylipäästö suodattimet jne.

Valinnat ovat (Trigger Setup, Coupling) Valikosta voi valita vain yhden.
Esimerkkiarvot SDS1000X-E mukaan.

DC
Tässä menee digitoitu signaali sellaisenaan triggaus järjestelmään.

Seuraavat suodattimet (AC, LF ja HF) eivät ole kovin jyrkkiä.

AC    Rajoittaa noin 6-8Hz alaspäin
Tässä poistetaan triggausjärjestelmälle menevästä signaalista DC ja erittäin matalat taajuudet ja viedään loppuosa triggausjärjestelmään.
Huomaa: Älä sekoita tätä sisääntulojen AC/DC kytkentään. Triggauksen kytkennän asetus ei tiedä mitään siitä onko tulojen kytkentä AC tai DC. Triggauksen kytkentä vain käsittelee sitä dataa jonka se "näkee" tulevan AD muuntimelta.

LF Reject (tämä on myös AC reject)    Rajoittaa DC - LF alueen, alkaa rajoittaa noin 2 MHz alaspäin
Tässä poistetaan triggausjärjestelmälle menevästä signaalista DC ja LF taajuudet ja viedään loppuosa triggausjärjestelmään.
Huomaa: Älä sekoita tätä sisääntulojen AC/DC kytkentään. Triggauksen kytkennän asetus ei tiedä mitään siitä onko tulojen kytkentä AC tai DC. Triggauksen kytkentä vain käsittelee sitä dataa jonka se "näkee" tulevan AD muuntimelta.
 
HF Reject    Alkaa rajoittaa noin 1,2 MHz ylöspäin
Tässä poistetaan triggausjärjestelmälle menevästä signaalista HF taajuudet ja viedään loppuosa triggausjärjestelmään.



Kuva 5a alla sen hahmottamiseksi paremmin missä nämä ovat järjestelmässä toiminnallisesti.

      Kuva 5a.

Huomaa kuvassa 5a millainen ero on kanavan tulon AC/DC Coupling sekä Trigger Coupling vaikutuksella. Ne ensi alkuun tunuvat samalle varsinkin se input AC mutta asiat ovat kovasti toisin kuin analogisissa oskilloskoopeissa. Toki se jossain mielessä on sama tehdäänkö se Trigger AC coupling ennen ADC vai jälkeen. Vaan kun nyt on niin että digitaalisessa triggauksessa sitä ei voi mitenkään tehdä ennen ADC siellä analogisella puolella. Ja nyt, huolimatta tulon AC kytkennästä on ADC digitaalinen lähtö ajateltavissa aina DC kytketyksi. Se data joka sieltä tulee on välillä 0 - 255 aina ja joka tapauksessa ja voit ajatella että se on keskeltä ikäänkuin GND. Siihen nähden sitten mennään joko miinukselle tai plussalle ja siihen ei vaikuta millään tavalla se onko skoopin analogisella puolella tulo AC tai DC kytketty ulkoa tulevaan signaaliin.
Sensijaan "vanhan ajan" skoopissa myös trigger coupling on siinä analogisella puolella.  Toki nyt sitten lopputulos on jossain määrin samanlainen. Vaan kun monipuolisessa digisakoopissa on erittäin runsas määrä erilaisia triggaustoimintoja niin niiden tasojen yms pitäminen edes jotenkin selkeänä melkein pakottaa siihen että trigger coupling normaali tila onkin DC coupling. Toisin kuin usein analogissa sen ns oletusarvo on AC kytketty riippumatta sitten siitä onko tulo AC vai DC kytketty.
Monet vanhojen analogisten skooppien käyttäjät eivät ole koskaan tainneet siirtää muuta kuin vahingossa sitä AC asennosta DC asentoon. Ja nyt tällä sitten yhtäkkiä onkin paljon merkitystä. Tai ainakin joskus sillä on paljon merkitystä.

Muistutan vielä kerran. Kun Trigger Coupling on AC. Silloin triggauksen tasoa ei näytetä markkerilla kuvan oikeassa reunassa eikä trig. tasoa säädettäessä ilmaannu sitä vaakaviivaa osoittaman sen sijaintia. Vain oikean reunan Trigger "laatikossa" näyettään numeerinen suhteellinen arvo. Se ei ole vika. Siihen on syynsä.

Trigger Setup valikossa on lisäksi myös asetukset:

Noise Reject   Tälle ei ole ilmoitettu mitään rajataajuutta enkä sellaista ole havainnut testeissäkään.
Noise reject lisää triggauksen hystereesiä lähes kolminkertaiseksi. Valinnat on/off
Hyödyllinen esimerkiksi tilanteissa jossa signaalissa on vertikaalisia häiriöitä /esim kohinaa) joiden ei haluta aiheuttavan triggausta.
Katso ylempåää missä on jokunen sana triggauksen hystereesistä.


Holdoff   valinnat: Close tai ajat 80ns - 1,5s
Kun triggaus on tapahtunut, suljetaan triggaus säädetyksi ajaksi ja sen aikana tulevat mahdolliset triggaukset jätetään huomiotta. Kun aika on kulunut huomioidaan seuraava  triggaus sitten kun se havaitaan.


      Kuva 6

Tässä keinotekoinen mutta periaatteeltaan tyypillinen tilanne jossa tavallisella reuna (edge) triggauksella on vaikea tai mahdoton saada aikaan stabiilia triggausta. Kun triggaus vapautuu se triggaa ensimmäisesta vastaantulevasta nousevasta reunasta ja sehän saattaa olla missä kohden signaalia tahansa. Kun signaali on tällainen "burst" tyyppinen siinä on kolme nousevaa reunaa jokaisessa burstissa. Toki signaali voisi olla sellainenkin jossa on vaihteleva määrä säännöllisen epäsäännöllisesti tuollaisia pulssi ryppäitä. Yksi sellainen joka vastaa myös samaa on AM moduloitu signaali jossa siis sen kantoaallon jaksot vastaavat ikäänkuin noita pulsseja, niitä vaan on jaksoa kohden yleensä paljon. On muitakin tapoja hoitaa tällaiseen triggaus mutta se "perinteinen" joka löytyy myös analogisista oskilloskoopeista on "Trigger hold off" aika.
Digityaalisessa skoopissa tulos on sama mutta koska digitaalisessa triggauksessa kyetään oikeasti laskemaan aikaa ja asemoimaan signaali vasta sen jälkeen kun se on ensin näytteitetty muistiin on tietenkin hiukan toisenlaiset eväät tehdä tämä kuin analogisessa oskilloskoopissa.





      Kuva 7

Tässä signaali siis on kolmen pulssin ryppäitä jatkuvana signaalina, täsmälleen sama kuin kuvassa 6.
Nyt käytössä on signaalille sopivaksi säädetty Trigger Holdoff time. Signaali on stabiili kuin kiveen hakattu.
A = Trigger Hold off aika, tässä 3,6µs (ei ole suinkaan pakko säätää näin lyhyeksi, tämä on vain esimerkin vuoksi säädetty lähes minimiin jolla vielä saadaan stabiili triggaus juuri tällä signaalilla.) Holdoff aika on kulunut kohdassa E. Tänä aikana ei triggausehdot täyttävistä reunoista generoida triggausta.
Kun aika A, "Trigger Holdoff Time", on kulunut (kohta E), seuraava sen jälkeinen nouseva reuna generoi triggauksen koska meillä on valittuna triggaus nousevalta reunalta.
Kohdassa E siis aika oli kulunut. Sen jälkeen kuluu aikaa B kunnes esiintyy nouseva reuna joka tässä on tapahtunut kohdassa C. Tästä muodostetaan triggaus ja tämän kohdan mukaan muistiin saatu signaali asemoidaan vaakasuunassa triggauskohtaan jota symboloi sininen kärjellään oleva kolmio yläreunassa (Trigger time position).  Tällä kyseisellä signaalilla stabiili triggaus saataisiin myös muillakin Trig Hold off ajoilla. Kaikki Trig Hold off ajat välillä 3,6µs  -  noin 9,9µs (F) tuottaisivat stabiilin triggauksen juuri tällä signaalilla joka on kuvassa..

TYÖN ALLA - UNDER CONSTRUCTION



Triggaustoimintoja on lukuisia erilaisia ja käsittelen joitain niistä hiukan tarkemmin ja joitain vain luetteloiden ne.

Triggauksen asetuksissa on myös triggaukseen käytettävän signaalin valinta.

Triggauksen lähteenä käytettävä signaali. Trigger Source. Oskilloskoopin mallista riippuen siellä saattaa olla valinnat:

Tämä määrittää mitä signaalia käytetään triggaukseen. Triggaukseen käytettävissä olevat signaalit riippuvat oskilloskoopista.
2-4 kanavaiset tai ne joissa on Ext Trig: CH1, CH2, (CH3, CH4) Ext, Ext/5 ja AC.
4-kanavaiset joissa ei ole Rxt Trig: CH1, CH2, CH3, CH4 ja AC

Kaikki valinnat on mahdollisia vain Edge triggauksen ollessa käytössä. Kaikissa muissa triggaustavoissa on käytettävissä vain pääkanavat triggaavan signaalin lähteenä. (En ole ottanut tähän mukaan mahdollisen MSO option osalta digitaalisia "Logiikka analysaattori" tulokanavia)

4-kanavaisessa SDS1004X-E mallissa voi minkä tahansa kanavat näytön sammuttaa jolloin se kuitenkin toimii edelleen aivan normaalisti. Ainoastaan sen kuvaa ei piirretä näytölle. Tämä on hyödyllinen ominaisuus esimerkiksi silloin kun jotain vapaata tulokanavaa käytetään kuten erillistä triggaus kanavaa (vrt Ext Trig). Mikäli tällöin triggaukseen käytettävä signaali häiritsisi visuaalisesti sen näytön voi sammuttaa. (samaa ominaisuutta voy hyödyntää myös kanavien matematiikka toiminnoissa mikäli halutaan nähdä vain tulos)

Valinta "AC" on erikoistapaus. Se ei ole minkään tulokanavan signaali. Tällä valinnalla triggauksena käytetään oskilloskoopin virransyötöstä saatavaa sähköverkon taajuutta (meillä 50Hz) triggaukseen. Tässä triggaustavassa ei ole mitään säätöjä vaan oskilloskooppi triggaa pakotetusti sähköverkon taajuuteen lukittuna. Tämän voi kytkeä toimintaan vain kun triggaustyyppi on "edge".  Tämä on hyödyllinen esimerkiksi kun halutaan tutkia onko jokin häiriö peräisin tavalla tai toisella sähköverkosta. Tällä triggauksella ne komponentit signaalissa jotka ovat sykronissa verkon taajuuteen lukittuvat aika-akkselilla jolloin on helppo päätellä. Esimerkiksi analogisen virtalähteen rippeli voi olla yksi tällainen.

Triggaustyypit (trigger setup valikossa "Type"):
- Edge
- Slope
- Pulse
- Window
- Interval
- Dropout
- Runt
- Pattern
- Video
- Serial

Edge

Tämä on se perinteinen ja yleisin ja "tärkein" triggaustapa josta kaikki on alkanut jo analogisten oskilloskooppien esihistoriasta alkaen. Tämä on myös oskilloskoopin ns oletusarvo (Nouseva reuna).
Triggaus voi tapahtua nousevalta (rising) tai laskevalta (falling) reunalta tai molemmilta (alternate). Mikäli käytetään molemmilta reunoilta triggausta huomaa että se tapahtuu vuorottain. Yksi pyyhkäisy trigaten nousevaan, seuraava pyyhkäisy trigaten laskevaan reunaan jne. Kun triggauksen kytkentä (Coupling) on DC on oikeassa reunassa symboli joka kertoo triggauksen asetellun tason. Kun muutat triggaustasoa ilmaantuu näkyville vaakaviiva kuvaruudun ylitse joka kertoo triggauksen tason tehden säädön helpommaksi.  Mikäli triggauksen kytkentä on muu kuin DC ei tason sijaintia kuvaruutuun nähden näytetä. Triggaustason numerinen arvo näytetään triggauksen informaatioruudussa kuvaruudun oikeassa reunassa. Arvo on suhteellinen sigaalin "keskiarvoon" nähden. Symmetrisellä signaalilla keskiarvo (0) on sigaalin huippuarvojen puolessa välissä.
Huomaa mitä aiemmin on sanottu triggauksen hystereesistä.

Slope

Triggaus nousevan tai laskevan reunan jyrkkyyden (nopeuden) mukaan. Triggaus tapahtuu mikäli signaalin reuna leikkaa asetetut tasot aseteltuun aikaan tai aikarajoihin nähden halutulla tavalla.

Reunan nopeuden asetukset ovat:
Alempi jännitetaso, ylempi jännitetaso.
Reunan nopeus: aika joka kuluu siihen kun signaali leikkaa asetellut jänniterajat.
  <       Reuna jonka nopeus on pienempi kuin asetettu aika aiheuttaa triggauksen
  >       Reuna jonka nopeus on suurempi kuin asetettu aika aiheuttaa triggauksen
  [--,--] Reuna jonka nopeus on asetettujen aikarajojen välillä aiheuttaa triggauksen (esimerkki, Kuva 8.)
  --][--  Reuna jonka nopeus ei ole asetettujen aikarajojen välillä aiheuttaa triggauksen



      Kuva 8.  Esimerkki Slope triggauksesta. Tässä tapauksessa ehto on että nousuaika L2 -> L1 on 48ns ja 52ns  välillä.

Signaalin asemointi triggauskohtaan T tapahtuu siten että Level 1 leikkauskohta asetetaan triggaskohtaan T. Muut osat signaalista kuten ne siihen pisteeseen nähden olivat. (tässä kuvassa sellaista ei ole vaan nousuaika on jokseenkin stabiili. Sensijaan tuon ylemmän oranssin ympyrän sisällä näkyy juuri havaittavissa pieni "litistymä" signaalin piirtoviivassa. Se johtuu pääasiassa kohinasta ja koska kohina aiheuttaa pientä vaihtelua triggauskohdan leikkaukseen ja signaali on vaakasuunnassa asemoitu juuri sen mukaan mikä kulloinkin on ollut leikkauspiste.
Toiset Slope triggauksen ehdot ( >, < ja --][-- ) toimivat vastaavalla tavalla. Luonnollisesti < ja > on vain yksi aika-asetus. Lasekevalle reunalle vastaavasti ikäänkuin ylösalaisin käännettynä siten että L2 leikkaus ylhäältä alaspäin määrittää triggauspisteen signaalissa.
Hiomaa että hystereesi koskee myös näitä triggauksen level asetuksia ja esimerkiksi Noise reject (valikon Page 2/2 asetuksissa) vaikuttaa hystereesin määrään. Esimerkiksi jos kuvan tilanteessa olisi Noise Reject käytössä ei L2 voisi olla noin alhaalla.

Lisävinkki: Tätä triggaustapaa voi jossain määrin käyttää myös taajuustriggaukseen esim siniaallolla kun sen taso pysyy vakiona mutta taajuus muuttuu. Luonnollisesti tämä ei ole kovin taajuustarkka mutta voi olla jokus hyödyllinen kun muistaa sovellusmahdollisuuden.

Pulse

Triggaus positiivisen tai negatiivisen pulssin leveyden mukaan.
Pulssin polariteetin asetukset: (ei tarkoita jännitettä positiivinen tai negatiivinen nollaaan nähden vaan suhteessa signaalin "perustasoon" jolta pulssi lähteem joko ylös, tai alaspäin) Voi sanoa: Pulssin etureunan reunan suunta josta leveyden mittaus alkaa.

Positiivinen (ylöspäin) "Polarity Positive"
Negatiivinen (alaspäin) "Polarity Negative"

Pulssin leveyden asetukset ovat:
  <       Vain pulssi jonka leveys on pienempi kuin asetettu aika aiheuttaa triggauksen
  >       Vain pulssi jonka leveys on suurempi kuin asetettu aika aiheuttaa triggauksen
  [--,--] Pulssi jonka leveys on asetettujen aikarajojen välillä aiheuttaa triggauksen
  --][--  Pulssi jonka leveys ei ole asetettujen aikarajojen välillä aiheuttaa triggauksen

Näissä jokaisessa ehdot täyttäneen pulssin takareunan triggauspiste kohdistetaan triggauslinjalle
Pulssin leveys mitataan siltä pulssin jännitetasolta jolle triggauksen taso "Level" on asetettu.
Huomaa että toimintamoodissa  "Auto" laite alkaa generoida signaalista riippumatta triggauksia mikäli ehdot täyttävää signaalia ei esiinny lyhyehkön odotusajan kuluessa. Jos haluat varmistaa ettei näin käy aseta oskilloskooppi Triggauksen toimintamoodiin "Normal". Toki "Auto" asennossa voi olla hyödyllistä ensin varmistaa että aseteltu triggaus on tarkoitukseen sopiva koska "Normal" tilassa saadaan näytölle signaalikuva vain kun triggaus on toteutunut.

Lisävinkki: Tätä triggaustapaa voi jossain määrin käyttää myös taajuustriggaukseen esim siniaallolla kun sen taso pysyy vakiona tai kanttiaallolla kun taajuus muuttuu. Luonnollisesti tämä ei ole kovin taajuustarkka mutta voi olla jokus hyödyllinen kun muistaa sovellusmahdollisuuden.
 

Window

Window triggaus. Window = ikkuna. Kun signaalin ylöspäin nouseva reuna ylittää ikkunan yläreunan (L1) trigataan ja kun signaalin laskeva reuna ylittää ikkunan alarajan (L2) trigataan.


      Kuva 9.


Kuvassa 9 kanavaan 4 tulee 1MHz siniaalto. Kuva näyttää myös livenä tuolta joten animaatio ei toisi mitään lisäinfoa.  Kuvassa näkyvillä kursoreilla ei ole mitään tekemistä triggauksen kanssa, ne vaan selventävät visuaalisesti missä sijaitsee triggauskohta (pystyviiva) ja missä sijaitsevat ikkunan ala- ja yläräjat. Ikkunan triggaustasoja L1 ja L2 säädettäessä kuvaruudulla on hiusviivat mutta ne sammuvat nopeasti sen jälkeen kun säätöön ei kajota. L1 ei voi olla L2 alapuolella. Window type voi olla joko absoluuttinen tai suhteellinen. Suhteellisessa asetetaan keskilinja ja sitten yksi Delta jonka etäisyydellä L1 ja L2 ovat ikkunan rajojen keskilinjasta. Kun rajojen keskilinjaa tuolloin säätää liikkuvat molemman, L1 ja L2 mukana Delta etäisyydella tästä keskilinjasta. Triggaus tapahtuu molemmilla ikkunatyypeillä täysin samalla tavalla. (ikkunatyyppi lähinnä helpottaa rajojen säätöä erilaisissa tilanteissa. Kuva 9 selventää sitä myös kuvaa 10 koska tuohon GIF animaation en jaksanut tekstitystä tehdä kun se olisi joka frameen pitänyt erikseen ensin...


Huomaa että kuvassa 9 näkyvä Delay ajan esitys on muuttunut useissa Siglent oskilloskoopeissa vuoden 2021 viimeisellä neljänneksellä oikeaoppiseksi eli kuvaruudun keskilinja ei ole enää aika 0 vaan aika nolla on siellä missä on triggaus. Triggauskohdasta alewtaan laskea joko positiivisen tai negatiivisen viiven suuntaan. Tässä mallissa keskilinjaan nähden. Eli jos katsoo kuvaa 9 siellä nykyversiossa lukisi: Delay: 200ns eli keskilinjan kohdassa on viivettä triggauskohtaan 200ns. Triggauskohta on aika asteikon nollakohta! Niin se on ollut kymmenet vuodet... ja nyt myös Siglent on siirtynyt noudattamaan tätä oikeaa tapaa (vihdoin).




      Kuva 10.

Tässä kuvassa 10 on ikkuna triggausta käytetty valvomaan 5V jännitettä (Kanava 1.) kun laitteistossa on tuntematon ajoittainen häiriö.
Kanava 4 on kytketty saman laitteiston toiseen 5V syöttölinjaan seuraamaan tapahtuuko siellä muutoksia kun tässä toisessa piirissä havaitaan rajojen ylitystä. Rajoiksi on asetettu +/- 50mV. (oletuksena tässä se että oskilloskoopin Offset asetus on tarkoituksen riittävän tarkka.)
Silloin kun rajoja ei ylitetä oskilloskoopin ruudulla ei tapahdu mitään. Jos pitkään aikaan ei mitään tapahdu kuvassa kuitenkin näkyy viimeinen tapahtuma (kun skoopin triggauksen toimintamoodi on "Normal" )  Kun ylä- tai alaraja rikotaan skooppi triggaa. Sama koskee luonnollisesti tuota kanavaa 4.
Jos tilanne on harvinainen ja jos esimerkiksi myös kanavassa 4 epäiltäiosiin tapahtuvan jokin syy seuraus suhteinen ongelma niin on hyvä muistaa että tapahtumia voidaan kaivaa historiamuistista, Kyseisen kuvan asetuksilla historiamuistiin mahtuu 3912 vaakapyyhkäisyä.
 (ja niitähän sinne menee vain silloin kun trigataan). Kuvan 9 tapauksessa historiaan mahtuisi peräti 29140 vaakapyyhkäisyä.
Tuolla kanavan 1 signaalin muodolla ei ole tässä sen kummempaa merkitystä, se nyt vaan sattui sellainen tässä tapauksessa olemaan.

Interval

Triggaus positiivisen tai negatiivisen reunan esiintymisen aikavälin (intervallin) mukaan.
Reunaksi voidaan asettaa joko nouseva tai laskeva (Slope Rising, Slope Falling).
 
Intervallin aikaehdon asetukset ovat:
  <       Vain reunojen aikaväli joka on pienempi kuin asetettu aika aiheuttaa triggauksen
  >       Vain reunojen aikaväli joka on suurempi kuin asetettu aika aiheuttaa triggauksen
  [--,--] Reunojen aikaväli joka on asetettujen aikarajojen välillä aiheuttaa triggauksen
  --][--  Reunojen aikaväli joka ei ole asetettujen aikarajojen välillä aiheuttaa triggauksen

Ehdot täyttäneen reunan triggaustason leikannut piste kohdistetaan triggauksen aikalinjalle.
Intervalli (aikaväli) mitataan siltä reunan jännitetasolta jolle triggauksen taso "Level" on asetettu.
Huomaa että toimintamoodissa  "Auto" laite alkaa generoida signaalista riippumatta triggauksia mikäli ehdot täyttävää signaalia ei esiinny lyhyehkön odotusajan kuluessa. Jos haluat varmistaa ettei näin käy aseta oskilloskooppi Triggauksen toimintamoodiin "Normal". Toki "Auto" asennossa voi olla hyödyllistä ensin varmistaa että aseteltu triggaus on tarkoitukseen sopiva koska "Normal" tilassa saadaan näytölle signaalikuva vain kun triggaus on toteutunut.

Lisävinkki: Tätä triggaustapaa voi jossain määrin käyttää myös taajuustriggaukseen esim siniaallolla (kun sen taso pysyy vakiona) tai kanttiaallolla kun taajuus muuttuu. Luonnollisesti tämä ei ole kovin taajuustarkka mutta voi olla jokus hyödyllinen kun muistaa sovellusmahdollisuuden.
 


      Kuva 11. Livekuva näytää melkolailla samalta.

Kuvassa 11 on esimerkki signaalista jossa edge triggauksella triggaus löytyy miltä tahansa nousevalta reunalta ja koska signaalissa on muuttuvin välein nousevia reunoja se likipitäen satunnaisesati triggaa mihin reunaan tahansa joka ehdot täyttää. (ehtoja on vain taso ja suunta). Tokihan tämä on yleisin triggaustapa ja todella monikäyttöinen ja hyödyllinen, jossain tarkoituksessa myös tällaaisella signaalilla jopa. Aivan riippuu siitä mitä halutaan tutkia.

Seuraava hiukan teennäinen esimerkki "temppu" on tehty käytäen Interval (reunojen aikaväleihin perustuvaa) triggausta. Vain yhdeksi esimerkiksi siitä kuinka sitä käytetään ja miltä se näyttää. Toki saman olisi voinut tässä tapauksessa tehdä jollain muullakin triggaustyypillä.




      Kuva 12. Vaikka tässä onkin yksi kuva niin livekuvakin näyttää juuri tältä. Toki livekuvassa näkyisi pikkiriikkistä pixelikohinaa noissa signaaliviivoissa. Se ei ole olennaista vaan se että signaali on nyt vaakasuunnassa stabiili kuin kiveen hakattu.

Esimerkissä on sisään tulevana signaalina tuollaisia lyhyitä taajuuspyyhkäisyjä. Jos tuo olisi audio alueella kuulisimme tuollaisen jatkuvan nousevan "chirp" äänen. Se ei nyt ole olennaista vaan se että haluamme trigata siinä tuohon valittuun kohtaan.
Ehdoksi on asetettu: triggaa jos nousevien reunojen ajallinen etäisyys on suurempi kuin 210ns mutta alle 230ns. Ehto täyttyy vain yhdsessä kohdassa signaalia joten saamme siitä stabiilia kuvaa näytölle. Tässä tapauksessa edellinen nouseva osuus on triggaustasolla juuri 220ns ennen. Sitä edeltävä taas on paljon pidempi kuin rajat sallii ja kuten huomataan seuraava on noin 180ns eli paljon rajojen ulkopuolella sekin. Vain tuo yksi intervalli osuu rajojen sisään.

Voi kuvitella että ikäänkuin jokaisesta nousevasta reunasta  käynnistetään kello ja katsotaan täyttyykö ehto kun seuraava reuna esiintyy ja mikäli ehto on tosi asemoidaan tämä reuna sitten triggauskohtaan.
 
Huomaa että mikäli ehdon täyttäisi signaalissa esim kaksi nousevaa reunaa, näkisimme käytännössä hiukan samaa kuin kuvassa 11 mutta siten että kuvassa näkyisi "säännöllisen epäsäännöllisesti" nämä kaksi ikäänkuin päällekkäin olevaa samaa signaalia mutta kumpikin kohdistettuna omaan triggauskohtaansa riippuen siitä kumpi esiintyi ensin juuri silloin kun triggaus vapautuu odottamaan uutta triggausta.

Huomaa: Mikäli triggaus signaalista toteutuu mahdollisesti harvoin aloittaa Auto trig triggauksen asetuksista piittaamatta kun varsin lyhyt odotusaika on kulunut ja silloinhan tilanne näyttäisi kuvan 11 kaltaiselta. Jos näin ei haluta käyvän on valittava oskilloskoopin triggauksen toimintamoodiksi "Normal". Tällöin kuvaruudulle päivittyy signaali ainoastaan silloin kun todellinen triggaus on toteutunut.

Drop Out

Tässä triggaustyypissä kaksi erilaista toimintoa. OveTime Type: Edge (reuna) sekä State (tila).
Edge: Triggaus mikäli asetuksen suuntainen triggaustason ylitys ei esiinny uudelleen asetellun ajan kuluessa. (esimerkki Kuva 13.)
State: Triggaus mikäli asetuksen suuntainen triggaustason ylitetään ja pysyy sen jälkeen kyseisellä puolella triggaustasoa yli asetellun ajan.

Asetukset:
Nouseva suunta (Slope Rising), Laskeva suunta (Slope Falling)
Aikaylityksen tyyppi (Overtime Type): Edge, State
Ajan asetus voi olla välillä: 2ns - 4.2s
Kytkentä AD muuntimen jälkeiseen signaaliin (Coupling): DC, AC
Noise Reject On, Off (vaikuttaa triggaustason hystereesiin)




      Kuva 13.

Kuvassa 13. on signaalina siniaalto jossa on epäjatkuvuuskohta. Aikaylityksen toimintatyyppinä on "Edge". Sillä onko kyseessä sinialato tai pulssi/kantti tms ei ole tässä merkitystä. Aivan sama olisi jos pulssijonossa olisi pikku tauko tai pulssi puuttuisi tms.
Voi ajatella että triggaustason ylitys pakottaa kelloon sen asetusarvon (tässä 900ns) jonka jälkeen kello alkaa käydä kohti nollaa ja jos nolla saavutetaan se kohta asetetaan triggauskohdaksi. Jos taas ennen kuin aika on kulunut tulee uusi nouseva reuna palautetaan kello asetusarvoonsa ja ajan laskenta alkaa uudelleen eikä tällöin generoida triggausta. Triggaustason ylityksessä toimii sama periaate hystereesin osalta kuin muissakin triggauksissa eli ylitys hyväksytään toteutuneeksi kunhan ennen sitä oli myös hystereesitaso lävistetty.

Mikäli muuten samoilla asetuksilla olisi valittu aikaylityksen toimintatyypiksi "State" ei saataisi signaalista triggausta lainkaan. (1)

Mikäli edelleenkin signaali olisi sama mutta asettaisimme suunnaksi laskevan (Slope Falling) saataisiin triggaus mutta signaalin sijainti vaakasuunnassa olisi toinen. Kuvan punainen nuoli alkaisi samalta korkeudelta mutta laskevalta reunalta ja nuolen kärki (aika ylittyy) olisi nyt 900ns päässä siitä laskevasta reunasta ja se kohta asemoitaisiin sitten triggauslinjalle.

(1) Mikäli säätäisimme triggauksen jännitetasoa kuvan tapauksessa esim 600mV alemmas (hiukan yli ruudun verran) ja asettaisimme aikaylityksen tyyppi "State" ja sunnaksi kuvassa oleva Slope Rising. Saisimme triggauksen. (koska tuo vaakaviiva signaalissa jäisi sen triggaustason yläpuolelle ja aika kuluisi umpeen.)

Lisävinkki: Tätä triggaustapaa kannattaa myös kokeilla kun haluaa trigata AM moduloidun HF kantoaallon moduloivaan taajuuteen silloin kun moduloivaa taajuutta muutellaan jossain testitarkoituksessa laajoissa rajoissa. Tämä on varsin tunteeton moduloivan taajuuden muutoksille ja säästää jatkuvalta uudelleen säädöltä. Esimerkki. 7MHz kantoaalto. AM modulaatio. Modulaatiosyvyys 30%. Signaalin koko korkeus modulaatiohuippuineen noin 7 ruutua. Aseta triggaustaso verhokäyrällä modulaatiohuippujen ja pohjien puoleen väliin. Aseta: Slope Rising, Overtime type Edge, aika esim 25µs. Nyt ei haittaa vaikka moduloiva taajuus muuttuu noin 100Hz ja 20kHz välillä. Luonnollisesti jos modulointisyvyys vaihtelee ja on välillä hyvin pieni voi ongelmia tulla koska triggaustason hystereesi alkaa tulla rajoittavaksi tekijäksi.
 

Runt

 Tällä triggauksella voidaan kaivaa esiin joskus harvoinkin ja satunnaisesti esiintyvät "runt" eli vajaakorkuiset pulssit. Erityisesti jos niitä esiintyy harvoin niitä on lähes mahdoton havaita tavanomaisella "Edge" tai "Pulse" triggauksella.

Mikä on "runt" pulssi.
Joskus digitaalisissa piireissä vaihdettaessa asynkronisten kellojen välillä tai kiikun metastabiilin ulostulon takia joku pulssi ei saavuta kelvollista korkeaa tai matalaa tasoa. Tällaisia alamittaisia eli vajaita pulsseja kutsutaan runt pulsseiksi.
Runt triggauksen avulla voi helposti kaapata runt pulssin näytölle, jotka muuten saattavat jäädä täysin huomaamatta käytettäessä reuna (Edge) tai pulssin leveys (Pulse) triggausta.

Runt triggauksessa käytetään kahta aseteltavaa tasoa, L1 ja L2. Runt pulsseiksi korkeuden osalta luokitellaan sellaset vajaakorkuiset pulssit jotka ylittävät toisen triggaustason mutta ei toista.

Tasot. Ylempi taso L1 ja alempi taso L2
Polariteetti (Suunta) ylhäältä alaspäin mutta vajaa (Negative Runt), alhaalta ylöspäin mutta vajaa (Positive Runt).
Runt pulssin aikaehdon asetukset ovat:
  <       Leveys on pienempi kuin asetettu aika aiheuttaa triggauksen
  >       Leveys on suurempi kuin asetettu aika aiheuttaa triggauksen
  [--,--] Leveys joka on asetettujen aikarajojen välillä aiheuttaa triggauksen
  --][--  Leveys joka ei ole asetettujen aikarajojen välillä aiheuttaa triggauksen

Kytkentä AD muuntimen jälkeiseen signaaliin (Coupling): DC, AC
Noise Reject On, Off (vaikuttaa triggaustason hystereesiin)


      Kuva 14.

Triggaus tapahtuu runt pulssin jättöreunalla mikäli aikaehto sekä tasoehto on toteutunut


Tasoehto positiivisella runt pulssilla on se että on ylitetty L2 mutta ei L1.
Mikäli sen jälkeen etureunalta (L2 ylitys) jättöreunalle (L2 alitus) kulunut aika täyttää aikaehdon tapahtuu triggaus.

Tasoehto negatiivisella runt pulssilla on se että on alitettu L1 mutta ei L2.
Mikäli sen jälkeen etureunalta (L1 alitus) jättöreunalle (L1 ylitys) kulunut aika täyttää aikaehdon tapahtuu triggaus


Pari esimerkkiä oskilloskoopin ruudulta.


      Kuva 15.

Tässä 1MHz signaalissa joka 10000 pulssi on vajaakorkuinen "runt" pulssi. Triggaustapa Edge. Tässä on menetelty niin että signaali sisään ja painettu "Auto Setup" jonka jälkeen skooppi asetti triggaustason ja oletusarvoisesti Edge triggauksen ja asetti myös vertikaaliskaalaksi 500mV/div. Kuvassa näkyy kaunista tasaista pulssia noin 1MHz taajuudella. Joskus vilahtaa runt pulssi.
Tässä gif muutaman framen animaatiossa ei edes vilahda. Koska oskilloskooppi on varsin nopea (wfm/s) ja toisaalta pulsseja esiintyy varsin usein, joka 10000 pulssi on vajaa, käytännössä vilkahtaa seassa satunnaisessa sijainnissa silloin tällöin. Entäpä jos suhdeluku olisi kertaluokkaaa tai useampaakin suurempi. Siinä saisi tuijottaa kauan. Sensijaan Runt triggaus muuttaa tilanteen täysin.





      Kuva 16.

Tässä kuvassa signaali on täsmälleen sama kuin kuvassa 15. Nyt on käytössä Runt triggaus ja näemme jatkuvasti ja stabiilisti kyseisen vaajaakorkuisen pulssin. Tässä tapauksessa aika ei ole merkityksellinen kun se vaan on pienempi kuin pulssin leveys L2 tason kohdalla. Vajaakorkuisen (Ei L1 ylitystä) pulssin laskevalla reunalla L2 leikkauskohta on triggauskohta.

Ja sokerina pohjalla, koska Siglent oskilloskoopissa sellainen on, pysäyttämällä oskilloskooppi voidaan tarkastella peräkkäiset edelliset runt triggaukset ja katsoa niiden aikaleimoista niiden esiintymissväli. Sekä niistä yksittäisistä vaakapyyhkäisystä mitä muuta tapahtui signaalissa juuri ennen ja jälkeen runt pulssin mahdollisesti siinä määrin kun vaakapyyhkäisyn pituus (kuvaruudun leveys) mahdollistaa (muut kanavat huomioiden jos niillä mitattiin jotain asiaan liittyvää signaalia samaan aikaan.)

Kuvan asetuksilla historiapuskuriin mahtuu max 7510 vaakapyyhkäisyä - tässä tapauksessa ylläeolevan kuvan kaltaisia runt pulsseja. Mikäli kaikki 4 kanavaa olisi käytössä saisimme tuon runt pulssin lisäksi talteen kolmelta muulta kanavalta mitä niissä tapahtui juuri samaan aikaan. Tällöin näytenopeus olisi 500MSa/s ja yhden kanavan yhden tallennuksen mitta 3,5k sample (500ns/div). Neljälle kanavalle. Kaikkiaan siis saataisiin muistiin noin 105Msa. (3,5k * 7510 * 4 = ~105M)
Kuten arvata saattaa taustalla aina toimiva historia on joissain tilanteissa todellakin suurenmoinen lisäys.



Pieni esimerkki Runt pulssin aikaehdon osalta.


      Kuva 17.

Tässä kuvassa 17 saadaan sattumanvaraisesti triggaus kahdesta kohdasta riippuen taas siitä kuinka triggauksen salliminen  ajoittuu signaaliin nähden. Kumpikin pulssi, sekä tuo leveä että tuo pieni piikki sen jälkeen, ovat ehdot täyttäviä runt pulsseja koska aika aikaehto on > 2ns ja molemmat ovat pidempiä kuin 2ns. Huomaa mitkä kohdat pulssin laskevalla reunalla alittaa ja ylittää L2 tason.
Miksi valitsin esimerkkiin 2ns. Koska se on oletusarvo sille ellei käyttäjä muuta määrää.  (Miksi se vilkkuu sattumanvaraisesti. Pitää muistaa se että pretrig alue näytteitetään ensin täyteen jokaisella uudella pyyhkäisyllä ja sen jälkeen sallitaan triggaus ja siihen nähdenhän signaalin muutokset ajoittuu mihin sattuu. Mutta noteerataan myös se että tuo leveämpi pulssi osuu suuremmalla todennäköisyydellä kuin tuo pienempi. Lisäksi huomioitava että ns rajatapauksissa kohina voi aiheuttaa epäsäännöllisyyttä (tuon jättöreunan pulssin alempi nurkka aikalailla L2 rajoilla)





      Kuva 18.

Tässä kuvassa 18 saadaan triggaus vain leveästä pulssista koska tuo pieni ei ole pidempi kuin 100ns. Huomaa mikä kohta pulssin laskevalla reunalla alittaa L2 tason.





      Kuva 19.

Tässä laajempi kuva samasta tilanteesta joka kuvassa 18. Stabiili triggaus. Tietenkin tämän olisi sqaanut aikaan myös nostamalla L2 taso ylemmäs jolloin tuo jättöreunan piikki ei aiheuttaisi kuvan 17 tilannetta. Ehkäpä meillä oli jokin syy miksi määrittelimme että runt tulkintakynnys L2 pitää olla juuri 500mV.

Käyttämällä "viisaasti" tai ainakin "älykkäästi" aikaehtoja selviää hyvin monenlaisista tilanteista. Koskee luonnollisesti kaikki triggaustapoja joissa on aseteltavia aika- ja muita ehtoje. Triggaus toimintojen valinta ja asetusten teko on oskilloskoopin käytön kannalta aivan olennainen asia. Tällainen ei olisi käytännössä mahdollista perinteisellä digitaalisen oskilloskoopin analogisella triggausjärjestelmällä tällaisella tarkkuudella. Periaatteessa toki mahdollinen mutta kustannukset olisivat "infernaaliset".

Paraskin oskilloskooppi tuntuu aasin, kottaraisen ja sammakon risteytykseltä ellei hallitse triggaukseen liittyviä asioita. Toki ledin vilkutusta voi skoopin ruudulla katsella kunhan painaa "Auto Setup" nappulaa.

Pattern

"Pattern trigger" käsittelee tuloja loogisina tiloina 1 tai 0. Kun signaalin taso on yli asetetun kynnysarvon sen tila on 1 ja jos se on alle asetetun kynnysarvon tila on 0.

Kullekin analogiselle kanavalle voidaan erikseen asettaa kynnysarvo.

Voi ajatella että Pattern triggaukseen valittujen kanavien signaalien  tilat on  kytketty logiikkaporttiin (AND, NAND, OR tai NOR) jonka tuloihin tuodaan näiden kanavien tilat.
Tulokanavan tilaa vastaava signaali (1 tai 0) voidaan tuoda joko suoraan tai invertoituna (H, L) tai se voidaan ohittaa kokonaan asettamalla tilaksi "Don't care" (näytöllä näkyy H tai L sijaan X)



      Kuva 20. 

Kun logiikkaportin lähtö on 1 alkaa asetettu kulua niin kauan kun tila pysyy 1 ja palautetaan asetusarvoon (reset) jos tila muuttuu nollaksi. Mikäli aika kuluu loppuun generoidaan Trig.
Jos kelloa ohjaava tila muuttuu nollaksi ennen kuin asetettu aika on kulunut (generoitu triggaus)  resetoidaan kello eikä generoida triggausta.


Valinta H/L/X

H: Jos kanavan tila on 1 viedään logiikkaportin tuloon 1
L: Jos kanavan tila on 0 viedään logiikkaportin tuloon 1
X: Tulokanavan tila voi olla mikä tahansa sitä ei huomioida logiikkaportin tulona. (jos tuloihin on valittu 4 kanavaa mutta yksi niistä on asetettu X (Don't Care) tilaan ja kolme muuta olisi H tai L olisi logiikkaportti  kolmetuloinen.

Tässä triggaustoiminnossa signaalin horisontaalinen asemointi triggauskohtaan ei ole niin tarkkaa kuin esimerkiksi Edge triggauksessa. Se ei ole vika, se on ominaisuus. Triggauksen asemointijitterin osuus on luokkaa 2ns mikäli signaalista ei muuta johdu ja mikäli näytenopeus on 500Msa/s taiu 1Gsa/s. Hitaammilla näytenopeuksilla enemmän. Triggauksen osalta hienointerpolointia ei tehdä näytepisteiden välissä. Näytepiste on vain joko kynnyksen ylä- tai alapuolella ja siis 1 tai 0.  Kuvaruudulla sensijaan interpoloidaan näytepisteiden kautta normaalisti mutta se taas on hiukan eri asia.






      Kuva 21.

Triggauksen logiikka portiksi on valittu AND eli JA portti. AND portin kaikkien tulojen on oltava 1 jotta portin lähdön tila on 1.

Nähdään että muut kanavat ovat tilassa 1 ja sitten nousee kanava 4 myös tilaan yksi jolloin JA portin lähtö nousee tilaan 1 ja kello (tässä 30ns) alkaa käydä. Tila säilyy koko kellon ajan ja ajan kuluttua loppuun generoidaan triggaus. Triggauksen kohta nyt triggauslinjalla.







      Kuva 22.

Triggauksen logiikka portiksi on valittu NAND eli JA portti jonka lähtö invertoitu. NAND portin lähtö on 0 vain jos kaikki tulokanavat on tilassa 1. Siispä mikä tahansa tulo on 0 lähdön tila on 1.

Nähdään että kanava 1 muuttuu tilaan 0. Lähdön tila muuttuu tilaan 1 (jos mikä tahansa tulo on 0). Vain jos kaikki portin tulot ovat tilassa 1 on portin lähtö tilassa 0 joka tilanne on ennen vasemman puoleista punaista viivaa.
Kun NAND portin lähtö nousee tilaan 1 (vasemman punaisen viivan jälkeen) kello (tässä 30ns) alkaa käydä. Tila säilyy 0 ja aika kuluu umpeen ja generoidaan triggaus. Triggauksen tapahtumakohta on triggauslinjalla.





      Kuva 23.

Triggauksen logiikka portiksi on valittu NOR eli TAI jonka lähtö on invertoitu.  NOR portin tila on 1 vain jos kaikki portin tulot ovat tilassa 0. Jos mikä tahansa tulo olisi 1 olisi portin lähdön tila 0.

Nähdään että muut kanavat ovat tilassa 0 ja sitten laskee vielä kanava 4 myös tilaan 0 jolloin NOR portin lähtö nousee tilaan 1 ja kello (tässä 30ns) alkaa käydä. Tila säilyy koko kellon ajan ja ajan kuluttua loppuun generoidaan triggaus. Triggauksen kohta nyt triggauslinjalla.





      Kuva 24.

Triggauksen logiikka portiksi on valittu OR eli TAI.  OR portin lähdön tila on yksi mikäli mikä tahansa portin tulo on tilassa 1.

Nähdään että  kanavat ovat tilassa 0 ja sitten nousee kanava 1 tilaan 1 jolloin OR portin lähtö nousee tilaan 1 ja kello (tässä 30ns) alkaa käydä. Tila 1 säilyy OR portin lähdössä koko kellon ajan ja ajan kuluttua loppuun generoidaan triggaus. Triggauksen kohta nyt triggauslinjalla.

Mikäli oskilloskoopissa on MSO optio voidaan myös logiikka analysaattorin digitaalitulot tuoda ehdoiksi Pattern triggaukseen.

Video

Video triggaus on käsitelty kayttöohjeessa ja koska analogisen videosignaalin triggauksen  tarpeellisuus nykypäivänä on varsin marginaalinen en käsittele sitä laajemmin tässä.
Mainittakoon kuitenkin että oskilloskooppi tukee seuraavia:
NTSC
PAL
HDTV 720P/50
HDTV 720P/60
HDTV 1080P/50
HDTV 1080P/60
HDTV 1080i/50
HDTV 1080i/50
Custom

Serial Trig, not decode)   Kesken.  Under work.

Sarjaliikenne triggaus. Tässä tarkastellaan sarjaliikenne triggausta. Sarjaliikenne dekoodausta en tässä käsittele.

Seuraavat protokollat on tuettuina triggauksessa: I2C (IIC), SPI, UART/RS232, CAN ja LIN



Ilman kunnollista triggausta saattaa ruudulla näkyä jotain tällaista tms riippuen aika asetuksista yms:

      Kuva 25.

Deuraavassa esimerkissä vaihe vaiheelta sarjaliikenne triggauksen asetukset

Käytän esimerkissä UART (RS232) triggausta. Ulkoinen laite lähettää toistuvasti 100-200ms välein seuraavan esimerkkisanoman.
Liikenteen asetukset ovat. 115200 baud, 8bit, 1 stop, ei pariteettia. (115200,8,1,N)
Signaalin lepotila (Idle level)  on alhaalla (Low) ja bittijärjestys (Bit order) alin ensin (LSB)
Testisignaalin taso on noin Low noin -6  ja High noin +6V. Tällaiselle signaalille kynnystasoksi sopii hyvin 0V.

Kun signaalina on yllämainittu signaali ja syystä tai toisesta on tarve trigata kontrollimerkkiin <STX>.
(STX on sama kuin hexaluku 0x02 (ja binäärilukuna 00000010).
Asetuksia ei ole tietenkään pakko tehdä mainitussa järjestyksessä. Minusta se vaan oli looginen järjestys.
Kuvissa 26. - 32. on kanava 4 myös toiminnassa. Sillä ei tässä esimerkissä ole muuta käyttöä kuin se että sain nuo vihreät kursorit ruudulle selvyyden parantamiseksi. Kanavan 4 signaalin näyttö on piilotettu (Trace Hidden)


Lisäksi on valittu 1ms/div jotta koko signaalin pituus mahtuu muistiin. Tietenkään esimerkiksi dekoodausta ei voi tehdä signaalin sellasesta osasta joka ei ole näytteitetty. Valitse siis muistin pituus aina sellaseksi jos mahdollista että signaali jonka haluat myös dekoodata mahtuu muistiin.

Kyseisen esimerkin signaalille, 115kbaud, riittää jopa vain 1MSa/s näyteenopeus.
(esimerkiksi jos allaolevassa esimerkissä pudottaisimme muistin max pituudeksi 1.4M ja asettaisimme 100ms/div nopeudeksi niin muistiin mahtuu "lähetys" jonka kesto on masimissaan <1.4s.  Edelleenkin dekoodaus onnistuu. Mutta tulee ottaa huomioon että dekoodauksen maksimi pituus on 3000 tavua. Täydellä noppeudella yhteen pötköön katkotta mahtuisi 1.4s ajalle 115.2 kbaud nopeudella paljon enemmän - yli 16ktavua josta voitaisiin dekodata vain 3k.)



      Kuva 26.

1. Valitaan oskilloskoopin triggaustavaksi sarjaliikenne.





      Kuva 27.

2. Valitaan sarjaliikenne protokolla. Tässä tapauksessa siis UART (RS232)





      Kuva 28.

3. Määritetään signaali. Määritettään mikä kanava on Rx ja mikä Tx. (varsinaista merkitystä ei ole kuinka päin nämä on valittu kunhan olet itse selvillä miten valintasi on tehty (ainahan toisen pään Tx on toisen pään Rx) Tässä esimerkissä ei edes ole kuin yksi signaali joka on kytketty kanavaan 1.
Valitaan sopiva kynnysarvo. Tällä signaalilla joka on symmetrinen +/- signaali on luonnollinen kohta 0V.

Asetusten jälkeen painetaan F6 (U käännös nuoli) jolla palataan edelliseen menuun.






      Kuva 29.

4. Asetellaan väylän parametrit sivu 1/2.
Kun kohdassa 3. palasime edelliseen menuun näimme kuvan 27. menun josta siis valitsimme "Bus Configure" jonka seurauksena olemme tässä valikossa.

Asetetaan väylänopeus, tässä 115200 baudia. Datan pituus 8 bittiä, 1 stop bitti

Siirrytään seuraavalle sivulle "Next Page".





     Kuva 30.

5. Asetellaan väylän parametrit sivu 2/2. 
"Idle level" Väylä lepää loogisessa tilassa 1 joka on alempi eli negatiivinen taso "LOW".
"Bit Order". Tavujen bittijärjestys. Tässä lähetteään alin bitti ensin joten valitsemme "LSB". 

Asetusten jälkeen painetaan F5 (U käännös nuoli) jolla palataan edelliseen menuun.

Tämän jälkeen olemme taas Kuva 27. valikossa josta siirrymme "Trigger Setting" valikkoon (seuraava kohta 6.).





      Kuva 31.

6. Määritetään triggaus eli mihin trigataan.
(tähän tullaan serial trigger valikosta (Kuva 27.) valitsemalla "Trigger Setting")
Valitaan että haluamme trigata tiettyyn dataan "Data". Data voi olla yksi tavu. Aiemmin päätimme että haluamme trigata kun esiintyy kontrollimerkki <STX> (Start of TeXt).  Asetamme ehdoksi että data pitää olla yhtäsuuri kuin asettamamme data. "Compare Type ="
Asetamme ehdon arvoksi 0x02 (hexaluku 2) joka on juuri kontrollimerkki STX
Kuvassa triggaus tapahtuu juuri kyseisen merkin esiintyessä. (se on esimerkkidatajonossa 11. merkki)


Nyt oskilloskooppi triggaa asetellulla ehdolla eli vain kun se näkee merkin STX.

Jotta signaalin taukojen aikana "Auto trig" ei ala generoimaan signaalista riippumattomia triggauksia on hyvä valita oskilloskoopin triggaus moodiksi "Normal".

Jos esimerkiksi liikenteessä läheteltäisiin "sanomia" jotka ei sisällä kontrollimerkkiä STX ei niihin trigattaisi lainkaan. (niitä ei talletettaisin historiabufferiin. Jos ajattelee esim tilannetta jossa olemme kiinnostuneet vain niistä sanomista jotka sisältää STX merkin voisimme kerätä pelkät sellaset sanomat historiabufferiin ja tarkastella niitä yksittäisiä sanomia sitten kutakin erikseen.)


Alla vielä zoomattuna tarkemmin kyseiseen triggauskohtaan.


Kuva 32.

Esimerkki siitä kun on trigattu tai trigataan jatkuvasti kun esiintyy data 0x02. Kuvassa edellisiin nähden muutettu signaalin vertikaalista sijaintia vain huvin vuoksi (ja että tuolle Condition menun valinnalle jää tilaa)

Huomaa siis että tässä RS232 väylässä looginen tila 1 on jännitteen alempi arvo. Myös signaalin "Idle" tila on loogisessa 1 tilassa eli alhaalla.  Tavu alkaa start bitillä, signaali nousee ylos. Seuraavaksi tulee data bitti, tässä 0. Seuraava databitti on 1 ja seuraavat kaikki 0 joiden jälkeen tulee stop bitti. Mikäli seuraavaa tavua ei tulisi jäisi väylä myös tähän "idle" tilaan



Serial jatkuu....

--»  Ylös 

--»  Oskilloskoopit

--»  Etusivulle - Home