เครื่องมือและการวัด

ตั้งทริกเกอร์ขอบให้ภาพนิ่งด้วยระดับและความชันที่ถูกต้อง

วางระดับข้ามให้ตรงคำถามและคำนวณการเลื่อนจุดอ้างอิงเมื่อเปลี่ยนเกณฑ์บนขอบสัญญาณสมมติ

ทริกเกอร์ขอบสร้างจุดอ้างอิงเวลาให้ภาพแต่ละรอบอยู่ในตำแหน่งที่เทียบกันได้ แต่ภาพนิ่งไม่ได้บอกว่าตั้งจุดอ้างอิงถูกกับคำถามเสมอ หากกำลังวัดเวลาหน่วงจากคำสั่งไปยังผลตอบสนอง การจับขอบผลตอบสนองเองอาจซ่อนสิ่งที่ต้องการเห็น บทนี้ใช้พัลส์แรงดันต่ำที่กำหนดรูปขอบไว้ชัดเพื่ออธิบายระดับ ความชัน และการเลือกแหล่งทริกเกอร์

สามสิ่งที่ต้องกำหนดร่วมกัน

หลักการทริกเกอร์ขอบคือเลือกสัญญาณต้นทาง ระดับแรงดัน และทิศทางข้ามระดับ ตามคำอธิบายระบบทริกเกอร์ของ Tektronix การเลือกระดับอย่างเดียวจึงไม่ครบ ขอบขาขึ้นกับขาลงผ่านแรงดันเดียวกันได้แต่เกิดคนละเวลา ถ้าตั้งให้รับทั้งสองทิศ ภาพอาจสลับระหว่างจุดสองตำแหน่ง แม้เครื่องจะทริกเกอร์อย่างถูกต้องตามเงื่อนไขที่ตั้งไว้ทุกครั้ง

ให้เริ่มจากดูช่วงแรงดันจริงด้วยโหมดแสดงที่เหมาะสม แล้วเลือกระดับอยู่ระหว่างฐานกับยอดโดยมีระยะห่างจากเสียงรบกวน ไม่ตั้งทริกเกอร์เหนือยอดเพียงเพราะต้องการให้กราฟอยู่สูงขึ้น การวางกราฟแนวตั้งกับการเลือกระดับทริกเกอร์ทำหน้าที่ต่างกัน นอกจากนี้ต้องตรวจค่าทดโพรบและหน่วยบนเมนู มิฉะนั้นตัวเลขระดับที่ดูสมเหตุผลอาจหมายถึงแรงดันคนละขนาดที่ปลายโพรบ

ภาพอธิบาย 1กำหนดจุดอ้างอิงขอบ
  1. แหล่งสัญญาณ

    เลือกคำสั่งถ้าจะวัดเวลาตอบสนอง

  2. ระดับข้าม

    อยู่ระหว่างฐานกับยอดที่วัดจริง

  3. ทิศทาง

    ระบุขาขึ้นหรือขาลง

  4. เวลาอ้างอิง

    ทุกค่าหน่วงนับจากจุดข้ามที่กำหนด

แหล่งสัญญาณ ระดับ และทิศทางต้องตรงกันในการเปรียบเทียบ

ตัวอย่างสมมติ: เปลี่ยนระดับแล้วเวลาศูนย์เปลี่ยน

สมมติขอบขาขึ้นเป็นเส้นตรงจาก 0.4 ถึง 3.2 V ใช้เวลา 14 µs โดยกำหนดเวลาเริ่มขอบเป็นศูนย์ ความชันจึงเป็น (3.2 − 0.4) ÷ 14 = 0.2 V/µs ถ้าตั้งระดับที่ 1.8 V จะข้ามเมื่อ (1.8 − 0.4) ÷ 0.2 = 7 µs แต่ถ้ายกเป็น 2.4 V จุดข้ามจะอยู่ที่ (2.4 − 0.4) ÷ 0.2 = 10 µs จุดศูนย์ของภาพที่จัดแนวด้วยทริกเกอร์จึงเลื่อน 3 µs แม้ขอบจริงไม่เปลี่ยน

สมมติผลตอบสนองเกิดที่ 30 µs เมื่ออ้างจากต้นขอบเดียวกัน การวัดหลังจุดทริกเกอร์จะได้ 30 − 7 = 23 µs ในค่าตั้งแรก และ 30 − 10 = 20 µs ในค่าตั้งหลัง ส่วนต่างไม่ได้เกิดจากอุปกรณ์ตอบสนองเร็วขึ้น แต่เกิดจากนิยามจุดเริ่มเปลี่ยน การเปรียบเทียบค่าหน่วงระหว่างสองภาพจึงต้องใช้ระดับอ้างอิงและทิศทางเดียวกัน หรือคำนวณใหม่จากข้อมูลต้นทางด้วยเกณฑ์เดียว

ขอบช้าทำให้แรงดันรบกวนกลายเป็นเวลาคลาด

ในแบบจำลองขอบเส้นตรงเดียวกัน หากแรงดันแถวระดับข้ามแกว่งประมาณ 0.04 V ผลทางเวลาขนาดโดยประมาณคือ 0.04 ÷ 0.2 = 0.2 µs ตัวเลขนี้แสดงความไวของจุดข้ามต่อแรงดัน ไม่ใช่สเปกความไม่แน่นอนรวมของทริกเกอร์ เพราะเครื่องยังมีความคลาดด้านเวลา การสุ่มตัวอย่าง และพฤติกรรมเปรียบเทียบของตัวเอง การเลือกส่วนขอบที่ชันและไม่สั่นช่วยลดความไวชนิดนี้ได้เมื่อสอดคล้องกับคำถาม

ถ้าขอบสั่นข้ามระดับหลายครั้ง การเพิ่มฮิสเทอรีซิสหรือใช้การปฏิเสธเสียงรบกวนอาจช่วย แต่ต้องอ่านนิยามของเครื่องและเก็บภาพก่อนปรับ การกรองทางทริกเกอร์อาจเปลี่ยนเวลาที่เครื่องใช้ตัดสิน และการกรองทางช่องวัดอาจเปลี่ยนรูปขอบที่แสดง จึงอย่าใช้เมนูทั้งสองแทนกันโดยไม่ตรวจว่ากระทบสัญญาณส่วนใด

ภาพอธิบาย 2ระดับเปลี่ยน เวลาศูนย์เปลี่ยน
  1. ความชัน

    2.8 V ÷ 14 µs = 0.2 V/µs

  2. ระดับ 1.8 V

    ข้ามที่ 7 µs; ผลที่ 30 µs หน่วง 23 µs

  3. ระดับ 2.4 V

    ข้ามที่ 10 µs; ผลที่ 30 µs หน่วง 20 µs

  4. ความต่าง

    จุดอ้างอิงเลื่อน 3 µs โดยขอบเดิมไม่เปลี่ยน

ขอบเส้นตรงสมมติ 0.4–3.2 V ใน 14 µs

ตรวจภาพนิ่งด้วยสัญญาณอ้างอิงอีกช่อง

ในการทดลองคำสั่งกับผลตอบสนอง ให้ใช้ช่องหนึ่งดูคำสั่งและอีกช่องดูผล แล้วตั้งทริกเกอร์ที่คำสั่งก่อน หากผลตอบสนองกระจายทางเวลาแต่คำสั่งนิ่ง จะมีข้อมูลให้ตรวจความหน่วงต่อได้ หากสลับไปจับผลตอบสนองแล้วรอยกระจายย้ายมาที่คำสั่ง นั่นสอดคล้องกับผลของการเปลี่ยนจุดอ้างอิง ไม่ได้พิสูจน์ว่าแหล่งคำสั่งเสียหรือผลตอบสนองดี

ก่อนเชื่อมต่อสองช่องต้องรู้ความสัมพันธ์กราวด์ของเครื่องและชุดทดลอง ใช้จุดอ้างอิงแรงดันต่ำที่ต่อร่วมกันได้ตามข้อกำหนดเครื่องมือ ไม่หนีบกราวด์คนละศักย์เพื่อบังคับให้ได้ภาพ เมื่อวัดเวลาข้ามช่องควรตรวจความหน่วงต่างโพรบและช่องด้วย เพราะความต่างคงที่จากระบบวัดอาจดูเหมือนเวลาตอบสนองของชุดทดลอง

หากพัลส์มีทั้งขาขึ้นและขาลงในระเบียนเดียว ให้ทำเครื่องหมายขอบที่ต้องการใช้ก่อนเปิดการวัดหน่วง ตัวอย่างที่ระดับ 1.8 V อาจพบจุดข้ามทั้งสองทิศ การเลือกจุดขาลงแทนขาขึ้นจะรวมช่วงยอดของพัลส์เข้าไปด้วย จึงเป็นความผิดของนิยามจุด ไม่ใช่ความคลาดเล็กจากการวัดเวลา ตรวจทิศลูกศรทริกเกอร์และเส้นเกณฑ์ร่วมกันทุกครั้งที่เปลี่ยนชนิดสัญญาณ

บันทึกระดับข้ามให้ผู้อื่นคำนวณซ้ำ

รูปที่ส่งตรวจควรมีช่องต้นทาง ทิศทาง ระดับทริกเกอร์ การเชื่อมต่อสัญญาณ และฐานเวลา พร้อมระบุว่าค่าหน่วงเริ่มนับจากการข้ามระดับใด ไม่ใช้คำว่าเริ่มสัญญาณหากยังไม่กำหนดความหมาย ตัวอย่างเส้นตรงในบทนี้แสดงว่าระดับต่างเพียง 0.6 V ก็ทำให้เวลาอ้างอิงต่าง 3 µs ได้ภายใต้ความชันที่กำหนด

หากตั้งระดับแล้วไม่มีเหตุการณ์ ให้กลับไปตรวจว่าคลื่นผ่านระดับในทิศที่เลือกจริงหรือไม่ แหล่งทริกเกอร์ถูกช่องหรือไม่ และเครื่องพร้อมรับข้อมูลหรือไม่ การกดบังคับทริกเกอร์ช่วยดูภาพเพื่อวินิจฉัยการตั้งค่าได้ แต่ควรระบุว่าเป็นการจับบังคับ ไม่ใช้ภาพนั้นยืนยันว่าขอบผ่านเงื่อนไขแล้ว ค่าทั้งหมดที่ใช้ฝึกในบทนี้เป็นสมมติฐาน ไม่ใช่ระดับรับรองลอจิกของกล่องควบคุมหรือสัญญาณรถ

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. Oscilloscope Systems and Controls: Vertical, Horizontal & Triggering Explained · Tektronix

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า