So messen Sie die Frequenz mit einem Oszilloskop
1. Periodische Methode
Für jedes periodische Signal kann die oben genannte Methode zur Messung des Zeitintervalls verwendet werden. Messen Sie zunächst die Zeit T jedes Zyklus und ermitteln Sie dann mit der folgenden Formel die Frequenz f: f=1/T
Beispielsweise hat die auf dem Oszilloskop angezeigte gemessene Wellenform eine Periode von 8div, der Schalter „t/div“ ist auf die Position „1μs“ eingestellt und seine „Feineinstellung“ ist auf die Position „Kalibrierung“ eingestellt. Dann werden seine Periode und Frequenz wie folgt berechnet:
T=1us/div×8div=8us
f=1/8us=125kHz
Daher beträgt die Frequenz der gemessenen Wellenform 125 kHz.
2. Frequenzmessung mit der grafischen Lissajous-Methode
Stellen Sie das Oszilloskop auf den XY-Arbeitsmodus ein, geben Sie das gemessene Signal in die Y-Achse ein und geben Sie das Standardfrequenzsignal in „X extern“ ein. Ändern Sie die Standardfrequenz langsam, sodass die Frequenzen der beiden Signale ganzzahlige Vielfache sind, z. B. fx:
Wenn fy=1:2, wird auf dem Fluoreszenzschirm eine stabile Lissajous-Figur gebildet.
Die Form der Lissajous-Figur hängt nicht nur von den Phasen der beiden Ablenkspannungen ab, sondern auch von den Frequenzen der beiden Ablenkspannungen. Mit der Nachzeichnungsmethode können Lissajous-Figuren bei verschiedenen Frequenzverhältnissen und unterschiedlichen Phasenunterschieden zwischen ux und uy gezeichnet werden. Mehrere Lissajous-Figuren mit unterschiedlichen Frequenzverhältnissen sind in Abbildung 5-15 dargestellt.
Mithilfe der Beziehung zwischen der Lissajous-Figur und der Frequenz kann ein genauer Frequenzvergleich durchgeführt werden, um die Frequenz des gemessenen Signals zu bestimmen. Die Methode besteht darin, horizontale und vertikale Linien jeweils durch die Lissajous-Figur zu zeichnen. Die horizontalen und vertikalen Linien sollten nicht durch den Schnittpunkt der Figur verlaufen oder diesen berühren. Wenn die Anzahl der Schnittpunkte der horizontalen Linie und der Figur m und die Anzahl der Schnittpunkte der vertikalen Linie und der Figur n ist, dann
fy/fx=m/n
Wenn die Standardfrequenz fx (oder fy) bekannt ist, kann die gemessene Signalfrequenz fy (oder fx) aus der obigen Formel ermittelt werden. Bei tatsächlichen Testarbeiten wird bei der Verwendung von Lissajous-Grafiken zur Frequenzprüfung die Frequenz des bekannten Frequenzsignals normalerweise so weit wie möglich angepasst, damit die auf dem fluoreszierenden Bildschirm angezeigten Grafiken Kreise oder Ellipsen sind, um den Test einfach und korrekt zu gestalten. Zu diesem Zeitpunkt ist die Frequenz des gemessenen Signals gleich der Frequenz des bekannten Signals.
Da die Phasen der beiden am Oszilloskop angelegten Spannungen unterschiedlich sind, weisen die Grafiken auf dem Bildschirm unterschiedliche Formen auf, was jedoch keinen Einfluss auf die Bestimmung der unbekannten Frequenz hat.
Mit der Lissajous-Figur-Methode ist die Frequenzmessung recht genau, allerdings ist der Vorgang zeitaufwändig. Zudem ist sie nur für die Messung niederfrequenter Signale geeignet.
