何謂「觸發」?

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何謂「觸發」?

在進行資料擷取時，可設定某些訊號的特定條件，像是一個數位訊號的高電位 (logic high) 或低電位 (logic low)，或是一個電壓訊號的特定值，一旦訊號滿足這些特定條件，資料擷取卡才真正開始採集訊號並傳送到系統中，這便是觸發的基本原理。

觸發的功能可以用在許多種形式的應用中，像是電力傳輸系統的突波 (pulse) 檢測 (直接設定突波電壓作為觸發條件)、多張資料擷取卡的同步操作 (用一個共用的時鐘源產生觸發信號)、結合運動控制的動態系統的定點訊號採樣 (機構到達定位後發出觸發訊號開始進行資料擷取) 等。善用各種觸發功能可以準確地採集有用的資料，大幅提昇系統的效能以及量測的精確度。

圖 1 觸發基本示意圖
接下來要介紹當今市場上應用於資料擷取卡中的各種觸發技術，以及如何將這些觸發技術運用在系統中。

觸發訊號類型

如前所述，觸發的基本原理是給予一個觸發信號，用以「刺激」資料擷取卡進行採樣的動作。觸發信號的類型，大致上可以分為以下幾種：

1. 數位觸發-
透過一個外部輸入的 TTL 訊號觸發資料擷取卡。使用者通常可以設定在 TTL 訊號的上升緣 (raising edge) 或下降緣 (falling edge) 進行觸發。數位觸發的實作較為簡單，通常透過 CPLD 中的邏輯閘便可以達成，。

圖二 數位觸發示意圖

2. 類比觸發-
另一種觸發方式是給予一個電壓訊號，並設定某個特定的電壓值，當電壓訊號高於或是低於設定值時進行觸發。類比觸發可以用來偵測一連續電壓訊號中的瞬間變化，像是在電力傳輸系統中，使用者可以指定輸入訊號的觸發電壓位準，一旦超過位準便開始進行採樣，藉此可以偵測電力系統中的突波。類比觸發需要較複雜的電路設計，通常包含額外的 DAC與比較器電路，通常在高階的資料擷取卡，才會加入類比觸發功能。

圖三 類比觸發示意圖

除了上述以超過或低於電壓位準作為類比觸發條件以外，新一代的資料擷取卡提供更複雜的類比觸發條件。依據觸發訊號跟觸發位準值的關係，使用者可設定多種的觸發條件，包含 Below-Low (觸發訊號低於低位準時觸發)、Above-High (觸發訊號高於高位準時觸發)、High-Hysteresis、Low-Hysteresis、Inside-Region 等。

以下用 High-Hysteresis 來說明這些先進觸發條件的妙用。

圖四 High-Hysteresis 觸發

3. High-Hysteresis觸發
如圖四所示，當觸發訊號超過 High Threshold 時，觸發條件被滿足，並開始進行採樣的動作。但與傳統電壓位準觸發不同的是，在觸發訊號低於 Low Threshold 之前，不會有觸發的動作。這樣的觸發條件有什麼作用呢？在現實世界中，觸發訊號本身可能也帶有許多的雜訊，而使得觸發訊號不斷地超過或低於觸發位準，而造成許多非預期的觸發行為。在 High-Hysteresis 觸發條件中，直到觸發訊號低於 Low Threshold 時才會允許下次觸發的發生，如此一來可以更加精確地控制預定的觸發條件。

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