【導讀】數字化儀要求觸發器將信號采集關聯到時間上的一個已知點。多種觸發源和模式使得選擇想要的觸發點非常容易。另外，通過Star-Hub精確同步時基的能力支持多臺儀器耦合在一起，從而提供大量的采集通道。具有智能觸發引擎的數字化儀可以幫助你觸發并采集種類廣泛的復雜信號。
對于采集信號并進行數字化處理的任何儀器來說，觸發都是一個很重要的功能。如果不能根據特定波形特征進行觸發，你可能永遠看不到數字化波形中的感興趣點。數字化儀可以用多種模式采集數據。環形緩沖器或正常模式工作時就像數字示波器一樣。采集的數據被加載進環形緩沖器。當觸發發生時，允許后置觸發器延時的數據被鎖定用于顯示和處理。數字化儀還支持流采集模式，在這種模式下數字化儀采集、數字化并連續存儲波形。因此觸發器并不指示波形的起始位置，而是特定特征發生的時間點。不管是哪種模式，你都可以看到感興趣事件之前和之后發生的事情。
最常見的觸發方法是使用數字化儀某個通道的輸入信號。基本原理是，檢測到波形上一個定義好的點，將這個“觸發事件”標記為采集數據上的一個已知位置。圖1提供了一個基本的邊沿觸發例子。信號源是輸入通道，觸發事件發生在波形上升沿越過500mV觸發電平之時。當觸發事件發生時，所采信號上的位置被標記為時間軸上的零時間點，如圖中的光標位置所示。如果信號是重復的，數字化儀將在每次采集新數據時在相同點進行觸發，從而實現穩定的顯示。
圖1：基本的邊沿觸發，它定義了時間軸上的零時間點(用垂直虛線標記)，觸發事件發生在波形上升沿越過觸發電平(水平虛線)之時。
信號波形、電平和時序的寬范圍變化要求數字化儀的觸發電路非常靈活。圖2顯示了Spectrum M4i系列數字化儀的觸發“引擎”框圖。它提供了現代數字化儀支持的寬范圍觸發條件例子。
圖2：Spectrum M4i數字化儀框圖展示了這些通用數字化儀的“觸發引擎”、觸發源和觸發邏輯。
框圖左邊顯示的是數字化儀的硬件觸發源，它們包括任意輸入通道以及兩個外部觸發輸入(Ext0或Ext1)之一。每個源都能夠支持多種觸發類型。因為許多數字化儀模塊都有多用途I/O線，你可以用它們來報告數字化儀的運行/裝載狀態，它們可以提供觸發輸出信號以及其它功能。除了硬件觸發源外，你還可以使用程序控制下的軟件觸發功能，這對開發自動化測試是很有用的。
數字化儀可能包含強大的觸發與/或邏輯單元，可以幫助你將來自多個源的輸入組合成一個復雜的多要素觸發器。這樣的觸發器可以確保數字化儀只在專門定義的圖案發生時才觸發。另外一個功能是可以與其它數字化儀卡進行交叉觸發。
主要的觸發源內置支持多種觸發模式的雙路觸發電平比較器。這些觸發源包括單邊沿和雙邊沿觸發器，重裝載(滯后)觸發器，窗口觸發器，對于多源觸發器來說，還有相關的觸發選通信號發生器。
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邊沿觸發器是最基本的觸發器類型。你只需設置觸發電平，并選擇想要的觸發沿。數字化儀會標記觸發源的所選邊沿越過觸發閾值時的時間點。邊沿選擇可以是上升沿、下降沿或兩個沿都觸發。
重新裝載或滯后觸發器設置兩個電平，第一個是裝載電平，第二個觸發電平。就跟邊沿觸發器一樣，用戶也要選擇邊沿類型。首先信號所選邊沿必須越過裝載電平，將觸發器裝載好。然后當信號的相同邊沿再次越過觸發電平時數字化儀再觸發。重新裝載觸發模式可以用來防止數字化儀被噪聲信號的錯誤邊沿誤觸發。
窗口觸發器使用每個觸發源的兩個觸發閾值來定義幅度窗口。窗口觸發器有兩種工作模式：進入窗口觸發和退出窗口觸發。進入窗口觸發是指只要源信號越過閾值電平之一并進入窗口時就觸發。退出窗口觸發是指源信號已經位于兩個觸發閾值之間、隨后離開窗口時進行觸發。當源信號可以在任意一個方向改變狀態時就可以使用窗口觸發器。
當使用帶數字化儀內置觸發邏輯的多源觸發模式時，通常需要使用一個通道創建選通波形，用于支持來自另一個通道的觸發。你可以使用高電平、低電平、窗口內或窗口外選擇來實現這個目的。這些觸發模式產生的內部選通信號可以與第二個觸發源一起使用，并通過與邏輯選通觸發器。
圖3顯示了使用高電平觸發器選通另一個通道上的觸發源的例子。只要CH0通道上的正弦波超過觸發電平，就會為信號位于閾值上方的整段時間產生一個上升的選通信號。這個選通信號要與CH1通道上的信號進行與操作。由于選通信號只是當CH1上出現低幅度脈沖時才是上升的，因此，數字化儀將在脈沖波形越過觸發電平時才觸發，見圖中的水平紅色虛線。
圖3：使用CH0上的高電平觸發器創建一個選通信號，用于選擇CH1通道上兩個脈沖中較低幅度的脈沖。只要觸發源位于觸發電平上方(觸發電平0)，高電平觸發器就會創建一個上升狀態的選擇信號。這個選通信號與CH1的脈沖波形相與，就可以使數字化儀在遇到較低幅度脈沖時進行觸發。
觸發邏輯
圖3所示例子顯示了在遇到多個觸發源時可用觸發邏輯的一個用途。與(AND)邏輯和或(OR)邏輯都是支持的。或功能的輸入包括任何通道、外部觸發輸入、軟件觸發以及強制觸發功能。邏輯或功能允許其中任何一個觸發源觸發數字化儀。與邏輯功能的輸入包括所有通道、外部觸發輸入和使能觸發功能。與功能要求所有選擇的觸發輸入同時有效才能啟動觸發器。記住，選通觸發模式(高電平和低電平)提供了輸入邏輯的邏輯取反功能，因此你可以創建與非(NAND)和或非(NOR)條件。
圖4顯示了一個使用或觸發邏輯的無線定位應用例子。每個輸入通道連接到一個傳感器。到源的方向取決于每個傳感器所發脈沖的到達時間。
圖4：你可以使用或觸發邏輯對最早發生射頻脈沖的通道進行觸發。
源的位置確定了哪個通道先看到它。或觸發邏輯允許最先產生脈沖的通道觸發數字化儀，從而保證兩個傳感器輸出都被采集到。
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其它觸發相關功能
還有其它兩種觸發功能值得一提。第一個是觸發延時，即圖2所示觸發框圖的最后一個單元。這個功能使用計數器，可以讓你將觸發事件往后延遲指定的采樣數。如果延時從默認(0)值發生了改變，那么水平軸上的觸發點將從0改變到輸入的延時值。
第二個功能是外部觸發輸出和觸發狀態線。這些功能在同步多臺儀器時很有用。觸發輸出、裝載和運行狀態可以通過多用途I/O通道獲得，如圖2所示。
同步
理論上，在同步多臺儀器時會發生兩個問題。首先是安排公用觸發器。其次是讓兩臺儀器基于同步時鐘工作。我們很容易看出，當試圖同步多臺數字化儀時可能會有問題發生。
使用具有目標時鐘速率的外部時鐘可以實現時鐘的同步。第二種方法是提供比如10MHz的外部基準，然后應用到鎖相環(PLL)，將基準時鐘頻率倍頻到想要的時鐘速率。像本文中使用的Spectrum M4i系列等許多數字化儀都是通過公共的外部時鐘輸入處理兩種外部時鐘的。外部時鐘輸入被連接到內部PLL，你可以將它設置為倍頻基準時鐘，或將數字化儀鎖相到外部時鐘，不改頻率直接讓它通過。這樣可以保證時鐘頻率正確，但不能保證每臺數字化儀中的時鐘具有相同的相位。
在同步過程的觸發側，你必須考慮到每臺數字化儀的外部觸發輸入使用獨立的比較器檢測觸發電平越界。基準電平的少許不同以及建立和保持時間的不同可能導致時間軸上的觸發點位置發生離散的變化，進而形成某種觸發抖動。保證多臺數字化儀精確同步的唯一方法是將時鐘分配給每個模塊，然后將觸發事件同步到系統時鐘。
同步多臺數字化儀
上述例子中使用的Spectrum M4i系列數字化儀都帶有被稱為星狀集中器(Star Hub)的可選同步配件。這種Star-Hub模塊支持最多8塊同一系列卡的同步。
該模塊用作星狀連接的時鐘和觸發信號集中器。帶這種模塊的數字化儀用作時鐘主設備，這種卡或任何其它卡可以是主觸發器。如果使用Star-Hub模塊，主卡上可用的所有觸發模式仍然可用。它還能擴展與/或觸發邏輯，以適應來自任何所連數字化儀的輸入。通過同步來自數字化儀的ARM信號，Star-Hub還能同步多臺數字化儀中的不同預觸發器、內存段大小和后置觸發器設置。
