Was ist Phasenmessung auf einem Oszilloskop
Die Verwendung eines Oszilloskops zur Messung der Phasendifferenz zwischen zwei sinusförmigen Spannungen ist von praktischer Bedeutung. Ein Zähler kann Frequenz und Zeit messen, aber er kann die Phasenbeziehung zwischen sinusförmigen Spannungen nicht direkt messen. Die Verwendung von Oszilloskopen zur Messung der Phase umfasst viele Methoden. Im Folgenden sind nur einige häufig verwendete einfache Methoden aufgeführt.
1. Doppelspurmethode
Bei der Dual-Trace-Methode wird mit einem Dual-Trace-Oszilloskop auf dem Leuchtschirm die Wellenform der beiden gemessenen Spannungen direkt verglichen, um ihre Phasenbeziehung zu messen. Bei der Messung wird das phasenvoreilende Signal in den YB-Kanal und das andere Signal in den YA-Kanal eingespeist. Wählen Sie den YB-Trigger. Stellen Sie den „t/div“-Schalter so ein, dass ein Zyklus der gemessenen Wellenform genau 8div auf der horizontalen Skala einnimmt, sodass der Phasenwinkel eines Zyklus von 360 Grad in 8 gleiche Teile unterteilt wird und jedes 1div 45 Grad entspricht. Lesen Sie die Differenz T zwischen der überschwingenden Wellenform und der nacheilenden Wellenform auf der horizontalen Achse ab und berechnen Sie die Phasendifferenz φ gemäß der folgenden Formel:
φ=45 Grad /div × T (div)
Wenn T == 1,5div, dann φ=45 Grad /div × 1,5div=67,5 Grad .
2. Grafische Methode der Phasenmessung nach Li Shayu
Platzieren Sie die X-Achsenauswahl des Oszilloskops an der X-Achsen-Eingangsposition, verbinden Sie das Signal u1 mit dem Y-Achsen-Eingang des Oszilloskops und das Signal u2 mit dem X-Achsen-Eingang des Oszilloskops. Stellen Sie den entsprechenden Knopf auf dem Oszilloskop-Bedienfeld entsprechend ein, sodass der fluoreszierende Bildschirm eine Ellipse geeigneter Größe anzeigt (in besonderen Fällen kann es ein positiver Kreis oder eine diagonale Linie sein).
Es ist ersichtlich, dass die Y-Achsen-Ablenkplatte auf das Signal u1 eingestellt ist, das der X-Achsen-Ablenkplatte auf das Signal u2 1/8 Zyklus vorausgeht, und die Anfangsphase von u2 auf null eingestellt ist, d. h. φ2=0. Wenn also u2 null ist, hat u1 einen höheren Wert. Wie der Punkt „0“ in der Abbildung. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Lichtpunkt auf dem Leuchtschirm auch entsprechend am Punkt „0“. Mit der Zeitänderung steigt u1, u2 steigt auch, und der Lichtpunkt auf dem Leuchtschirm befindet sich oben rechts. Wenn der 1/8 Zyklus eintritt, erreichen u1 und u2 den Punkt „1“. Zu diesem Zeitpunkt erreicht u1 seinen Maximalwert, u2 hat einen höheren Wert und der Leuchtschirm befindet sich am entsprechenden Lichtpunkt „1“. Dies setzt sich fort, und der Lichtpunkt auf dem Leuchtschirm folgt einer im Uhrzeigersinn rotierenden Ellipse. Wenn u1 hinter u2 zurückbleibt, wird eine gegen den Uhrzeigersinn rotierende Ellipse gebildet. Dies ist natürlich nur der Fall, wenn die Signalfrequenz sehr niedrig ist (z. B. einige Hertz), und beim kurzen Nachleuchten des Leuchtschirms ist das Phänomen der Drehung des Lichtpunkts im oder gegen den Uhrzeigersinn auf dem Leuchtschirm deutlich zu erkennen. Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass die Form der Ellipse mit den beiden sinusförmigen Signalspannungen u1 und u2 unterschiedliche Phasenunterschiede aufweist. Daher wird der Phasenunterschied Δφ zwischen den beiden sinusförmigen Signalen anhand der Form der Ellipse bestimmt. In Abbildung 5-13 sind A die Längskoordinaten des Schnittpunkts der Ellipse und der Y-Achse, B die Koordinaten des Maximalwerts auf der Ellipse. In der Abbildung ist A die Momentanspannung, die u1 bei t=0 entspricht, d. h.
A=Um1sinφ1
B ist die Amplitude, die u1 entspricht, d. h.
B=1
Somit ist A/B=(Um1sinφ1)/Um1=sinφ1
zum Ausdruck bringen. Im eigentlichen Test wird zur Vereinfachung des Lesens häufig 2A, 2B (oder 2C, 2D) gemäß der Formel gelesen
Δφ=arcsin (2A/2B) oder Δφ=arcsin (2C/2D)
um die Phasendifferenz zu berechnen.
