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示波器相位的测量


放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-15   来源:深圳市米恩科技有限公   作者:   浏览次数:27
 示波器相位的测量
利用示波器测量两个正弦电压之间的相位差具有实用意义,用计数器可以测量频率和时间,但不能直接测量正弦电压之间的相位关系。利用示波器测量相位的方法很多,下面,仅介绍几种常用的简单方法。
1.双踪法
双踪法是用双踪示波器在荧光屏上直接比较两个被测电压的波形来测量其相位关系。测量时,将相位超前的信号接入YB通道,另一个信号接入YA通道。选用YB触发。调节“t/div”开关,使被测波形的一个周期在水平标尺上准确地占满8div,这样,一个周期的相角360°被8等分,每1div相当于45°。读出超前波与滞后波在水平轴的差距T,按下式计算相位差φ:
φ=45°/div×T(div)
如T==1.5div ,则φ=45°/div×1.5div=67.5°
2.图形法测相位
将示波器的X轴选择置于X轴输入位置,将信号u1接入示波器的Y轴输入端,信号u2接入示波器的X轴输入端。适当调节示波器面板上相关旋钮,使荧光屏上显现一个大小适宜的椭圆(在特殊情况下,可能是一个正圆或一根斜线)。
设Y轴偏转板上的信号u1导前于X轴偏转板上的信号u21/8周期,设u2的初相为零,即φ2=0,因此当u2为零时,u1为一个较大的值。如图中的“0”点。此时,荧光屏上的光点也相应地位于“0”点。随着时间的变化,u1上升,u2也上升,则荧光屏上的光点向右上方移动。当经1/8周期后,u1、u2分别到达“1”点,此时u1到达最大值,u2为一个较大的值,荧光屏上的光点位于相应的“1”。如此继续下去,荧光屏上的光点将描出一个顺时针旋转的椭圆。如果u1滞后于u2则形成一个逆时针旋转的椭圆。当然,这只有在信号频率很低时(如几赫兹),且在短余辉的荧光屏上便会清楚地看到荧光屏上的光点顺时针或逆时针旋转的现象。由上述可见椭圆的形状是随两个正弦信号电压u1、u2相位差的不同而不同。因此可以根据椭圆的形状确定两个正弦信号之间的相位差Δφ。设A是椭圆与Y轴交点的纵坐标,B是椭圆上各点坐标的最大值。由图可见,A是对应于t=0时u1的瞬时电压,即
A=Um1sinφ1
B是对应于u1的幅值,即
B=Um1
于是A/B=(Um1sinφ1)/ Um1= sinφ1
来表示。在实际测试中为读数方便,常读取2A,2B(或2C,2D),按式
Δφ=arc sin(2A/2B)或Δφ=arc sin(2C/2D)来计算相位差。
如果椭圆的主轴在第1和第3象限内,则相位差在0°~90°或270°~360°之间;如果主轴在第2和第4象限内,相位差在90°~180°或180°~270°之间。
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