Will Rogers zei ooit dat dierenartsen de beste artsen zijn omdat hun patiënten hen niet kunnen vertellen waar het pijn doet. Ik heb vaak gedacht dat elektronische mensen een soortgelijk probleem hebben. In veel gevallen is wat er mis is met onze circuits niet zichtbaar. Natuurlijk kun je een achterwaartse diode, een slechte soldeerverbinding of een doorgebrande zekering visueel identificeren. Maar je kunt niet naar een batterij kijken en zien dat deze leeg is of dat een kloksignaal geen bepaalde spanning bereikt. Er zijn veel manieren om te kijken naar wat er werkelijk aan de hand is, maar er is geen vervanging voor een reikwijdte. Vroeger was het moeilijk voor de gemiddelde persoon om een ​​telescoop te bezitten, maar tegenwoordig is er niet veel voor nodig. Als u niet op zoek bent naar de beste technologie of deze met een computer wilt gebruiken, zijn oscilloscopen redelijk betaalbaar. Als u ook maar een klein beetje uitgeeft, kunt u nu telescopen krijgen die verrassend capabel zijn, met functies waar u in de afgelopen jaren niet van had gedroomd. Veel moderne scopes hebben bijvoorbeeld een duizelingwekkende reeks triggeropties. Heb je ze nodig? Wat doen ze? Dat zoeken we uit.

Ik gebruik een relatief nieuwe Rigol DHO924S, maar geen van de triggermodi is uniek voor dat instrument. Soms hebben ze andere namen, en natuurlijk kan hun opstelling er anders uitzien dan op mijn foto’s, maar je zou er wel achter moeten kunnen komen.

Wat is triggeren?

Simpel gezegd: een oscilloscoop tekent de tijd uit over de X-as en de spanning verticaal over de Y-as. Je kunt bijvoorbeeld naar twee pieken kijken en de afstand ertussen meten om te begrijpen hoe ver ze in de tijd uit elkaar liggen. Als het signaal dat u meet herhaaldelijk voorkomt, bijvoorbeeld een blokgolf of een sinusgolf, maakt het nauwelijks uit naar welke reeks pieken u kijkt. Praktisch gezien zijn ze immers allemaal hetzelfde.

Het probleem doet zich voor wanneer u iets wilt zien dat betrekking heeft op een bepaalde gebeurtenis. Basisbereiken hebben vaak niveautriggering. Ze “starten” wanneer de ingangsspanning boven of onder een bepaalde waarde komt. Stel dat je naar een blokgolf kijkt die van 0 V naar 5 V gaat. Je zou kunnen triggeren bij ongeveer 2,5 V, en de scoop zal nooit midden in een cyclus starten.

Digitale scopes hebben de neiging om gegevens voor en na de set off huge te leggen, zodat het midden van het scherm precies op een rand ligt en je de vierkante golven aan beide kanten kunt zien. De afbeelding toont twee vierkante golven op het scherm, waarbij het triggerpunt midden bovenaan het scherm is gemarkeerd met een T. Je kunt het niveau zien in de bovenste balk en ook gemarkeerd met een T aan de rechterkant van het scherm.

Wat gebeurt er als er geen pulsen op het triggerbronkanaal zijn? Dat hangt ervan af. Als u zich in de automatische modus bevindt, wordt de scoop uiteindelijk ongeduldig en wordt deze willekeurig geactiveerd. Hierdoor kun je zien wat er aan de hand is, maar er is geen referentie. Als u zich echter in de normale modus bevindt, toont de scoop niets of toont het laatste wat werd weergegeven. Hoe dan ook, de groene tekst in de linkerbovenhoek luidt WACHT totdat de triggergebeurtenis plaatsvindt. Dan staat er T’D.

Wat is er mis met Edge-triggering?

Randtriggering – triggeren wanneer de spanning boven of onder een bepaald triggerpunt komt – is beproefd en waar. Waarom verder gaan? Nou ja, de foto hierboven is een beetje misleidend. Bekijk de onderstaande video en kijk of je iets vreemds opmerkt.

De vierkante golven zijn zoals ze op het stilstaande beeld verschijnen, maar er is een beetje flikkering. Dat is een aanwijzing dat er iets anders aan de hand is, maar wat? Met behulp van verschillende triggers kunnen we het verder onderzoeken.

Laten we speculeren dat een van de signalen mogelijk even vastloopt. Misschien is dat een teken dat er iets mis is. Of misschien hoort het zo te zijn en willen we het verifiëren. U kunt een time-outtrigger instellen.

Deze time-outtrigger vertelt de scope dat als het signaal te lang laag blijft na een dalende flank, het moet worden geactiveerd. U kunt het niveau kiezen: de spanning die een dalende flank aangeeft en de time-out. Houd er rekening mee dat de scope zich in de normale modus bevindt, dus er wordt niets weergegeven totdat de scope wordt geactiveerd (of in ieder geval niets wordt bijgewerkt). Het resultaat?

Het blijkt dat de signaalbron af en toe een klein beetje pauzeert. Moeilijk te zien in de video, maar glashelder nu de set off is ingesteld om het te detecteren.

Meer triggers

Er zijn ook andere manieren om dit patroon te detecteren, vooral als je eenmaal weet waar je op moet letten. U kunt bijvoorbeeld de vertragingstrigger gebruiken om op te merken wanneer er een lange pauze is of om naar een patroon te zoeken waarin beide signalen laag zijn. U kunt zelfs verplaatsen waar de set off plaatsvindt door de time-out te wijzigen. Tenslotte kunt u, aangezien de gebeurtenis elke 100 pulsen plaatsvindt, eenvoudigweg de pulsen tellen. Dat is een beetje vals spelen, maar als je iets anders had dat je wilde samplen op een specifiek aantal pulsen, zou het de moeite waard zijn.

Hieronder ziet u de verschillende configuraties. Het uitvoerscherm ziet er min of meer hetzelfde uit, met slechts kleine variaties op de exacte plaats waar het triggerpunt zich voordoet.

Triggers op gegevens

De meeste moderne scopes hebben – althans als optie – een manier om gegevens te decoderen met behulp van verschillende protocollen. De scope kan bijvoorbeeld RS232, CAN-bus, I2C, SPI, enzovoort interpreteren. Het is niet ongewoon om een ​​manier te hebben om te triggeren wanneer specifieke gegevens op een gedecodeerde bus verschijnen.

Soms wil je de bus echt zien, maar misschien wil je ook naar andere signalen kijken wanneer de bus vertrekt. Het voorbeeld in de afbeeldingen toont een seriële poort die “Hackaday” verzendt en een telling. De reikwijdte wordt geactiveerd met een hoofdletter “H.” Hoewel de scoopingang in dit geval digitaal is, werkt deze ook op een analoog signaal.

Elke modus zal een beetje anders zijn, maar over het algemeen moet u de drempel instellen als u een analoge ingang gebruikt en of de gegevens wel of niet zijn geïnverteerd. U geeft uiteraard ook eventuele specifieke parameters voor het protocol op, zoals de baudsnelheid en het aantal bits. In dit specifieke geval kan de scope worden geactiveerd op foundation van gegevens of bepaalde omstandigheden, zoals framefouten of een startbit.

Natuurlijk is elke reikwijdte anders, en elk protocol zal ook enigszins anders zijn. Soms is de grootste waarde hiervan niet zozeer het kijken naar de datastroom, maar in plaats daarvan het gebruik van de datatrigger om tegelijkertijd naar andere, mogelijk analoge signalen te kijken.

Niet alleen voor digitaal

Tot nu toe waren de triggergegevens min of meer digitale pulsen. Er bestaan ​​echter geavanceerde triggers voor zaken als helling. Om daarmee te werken, heb ik een beetje additional circuits gebruikt. De volgende keer zullen we kijken naar runt-triggers, slope-triggers en een andere digitale set off voor setup- en hold-overtredingen.

Al deze verschillende golfvormen zijn gemaakt met behulp van een paar verschillende C++/Arduino-programma’s op een Raspberry Pi Pico. Je kunt de code ophalen in een Gist als je het zelf wilt uitproberen.