示波器使用，查看3d线扫相机的问题

示波器使用，查看3d线扫的问题

用示波器查看3D线扫问题，首先要明白"3D线扫"通常指的是通过**X、Y轴振镜（Galvo）*扫描来控制激光束的位置，同时可能伴随着*Z轴（例如，聚焦镜或平台）的运动，以在三维空间内进行加工或测量。

在这种应用中，示波器是诊断振镜和控制信号问题的强大工具。

要观察3D线扫问题，你需要将示波器探头连接到以下几个关键点：

振镜驱动器输出： 这是最关键的测试点。将探头分别连接到 X轴和Y轴振镜驱动器的信号输出端。这些信号通常是模拟电压信号，用于驱动振镜摆动。
控制卡输出： 如果可能，将探头连接到激光控制卡（如 Galvo 卡）的模拟输出端。这可以帮助你确认问题是出在控制卡本身，还是出在驱动器与振镜之间。
触发信号： 如果你的系统有同步信号（例如，激光开启、Z轴运动开始等），将示波器设置为外部触发模式，并连接到这个同步信号上。这能确保你每次都能在扫描周期的同一时间点捕捉波形，便于重复分析。

示波器设置：

通道： 至少使用两个通道，一个用于X轴，一个用于Y轴。
时基（Time Base）： 调整时基，使其能显示一个完整的扫描周期。如果扫描速度是100Hz，那么周期是10ms，你可以将时基设置为5ms/div。
电压刻度（Voltage Scale）： 调整电压刻度，使波形能完整显示在屏幕上，通常振镜驱动信号在 ±10V 或 ±5V 范围内。
触发模式：
- 自动（Auto）： 方便快速查看是否有信号输出。
- 普通（Normal）： 在需要捕捉稳定波形时使用，特别是与外部触发信号配合。
- 外部触发（External Trigger）： 最精确的方式，用于同步观察，确保每次波形都从同一起点开始。

以下是你可以用示波器诊断的几个常见问题：

问题现象： 扫描出的图形，如正方形或圆形，出现了变形、不平滑或不闭合。
示波器波形：
- 理想波形： 如果是扫描正方形，X和Y轴的波形应该是平顶的方波，在拐角处有陡峭的过渡；如果是圆形，应该是正弦波。
- 问题波形：
  - 过冲（Overshoot）/欠冲（Undershoot）： 方波的拐角处出现尖峰或下凹，这通常是PID参数（振镜驱动器或控制卡）调校不当，导致振镜运动超出了目标位置。
  - 阻尼不足： 在波形变化后出现振荡，这会导致加工线路上出现波纹。
  - 平顶不平： 方波的顶部不是一条直线，说明振镜在扫描时速度不恒定。

问题现象： 在扫描过程中，某些部分的速度明显快于或慢于其他部分，导致加工深度或效果不均匀。
示波器波形： 观察波形斜率。斜率代表振镜的运动速度。
- 理想波形： 斜率应该恒定（直线）。
- 问题波形： 波形的斜率在某些区域变缓或变陡，说明振镜的运动速度不一致。

问题现象： X轴和Y轴的运动不协调，导致扫描出的图形错位。这在扫描复杂图形时尤为明显。
示波器波形： 观察X和Y轴波形之间的相位差 。
- 理想波形： 如果扫描圆形，X和Y轴的波形应该是相位差90°的正弦波。
- 问题波形： 两个波形之间的相位差不是90°，或者在扫描过程中发生变化，说明X和Y轴的运动没有正确同步。

通过以上方法，你可以用示波器快速地从电气层面定位3D线扫系统的问题，从而判断是振镜本身、驱动器、控制卡，还是外部干扰造成的。

在使用示波器调试昂纳线扫相机（Aonang line scan camera）的触发信号时，核心目标是验证相机收到的**外部触发信号（External Trigger）**是稳定、正确且没有"丢帧"的。这能确保相机在每个正确的时刻都拍照，并且没有遗漏。

下面是使用示波器进行验证的详细步骤和技巧。

你需要将示波器探头连接到以下两个关键点来观察信号：

示波器设置：

时基（Time Base）： 将时基调整为能显示多个触发周期的范围。例如，如果你的相机触发频率是10kHz（周期为0.1ms），你可以将时基设置为 20µs/div，这样屏幕上就能显示几个完整的触发脉冲。
电压刻度（Voltage Scale）： 调整电压刻度以匹配触发信号的电压范围（例如，5V 或 24V），确保波形能清晰完整地显示在屏幕上。
触发模式（Trigger Mode）： 这是最关键的一步。
- 将触发源设置为 CH1（外部触发信号）。
- 将触发类型设置为上升沿 或下降沿（取决于你的信号是高电平触发还是低电平触发）。
- 将触发电平设置在信号的有效电压范围内，通常是信号电压的一半。

通过观察示波器上的波形，你可以验证触发信号是否正确。

波形： 你应该看到一个稳定、周期性重复的脉冲串。

使用示波器的**光标（Cursors）**功能来测量两个相邻脉冲之间的时间间隔（周期）。
计算频率：频率 = 1 / 周期。
验证： 测量到的频率和周期应该与你设定的相机曝光频率完全一致。例如，如果你设定的相机曝光频率是10kHz，那么示波器上测量的周期就应该是0.1ms。

波形： 观察每个脉冲的宽度和形状。

使用光标测量脉冲的持续时间（宽度）。
验证：
- 脉冲宽度： 脉冲的宽度必须满足相机的最小脉宽要求，否则相机可能无法检测到有效的触发。
- 稳定性： 所有的脉冲都应该具有相同的宽度和电压，不能有明显的抖动或毛刺。不稳定或有毛刺的信号可能会导致误触发或丢帧。

这是最能说明问题的部分，需要同时观察CH1（输入）和CH2（输出）。

波形：

验证：

一对一对应： 观察 CH1 上的每一个脉冲，都应该在 CH2 上看到一个对应的同步脉冲。
不丢帧： 如果 CH1 上有脉冲而 CH2 上没有对应的脉冲，说明相机没有响应这个触发信号，发生了"丢帧"。这通常是脉冲太窄、电压不稳或相机内部处理速度跟不上造成的。

通过这个方法，你可以直观地确认从源头到相机接收端的整个触发链路是稳定且同步的，从而排除因触发信号问题导致的"丢图"现象。