Вимірювання фази осцилографом

Використання осцилографа для вимірювання різниці фаз двох синусоїдальних напруг має практичне значення. За допомогою лічильника можна виміряти частоту та час, але він не може безпосередньо виміряти співвідношення фаз між синусоїдальними напругами. Існує багато методів вимірювання фази за допомогою осцилографа. Нижче описано лише кілька поширених простих методів.
1. Метод подвійного сліду
У методі подвійної траси використовується осцилограф із подвійною трасою для прямого порівняння форм сигналу двох виміряних напруг на флуоресцентному екрані для вимірювання їх співвідношення фаз. Під час вимірювання провідний сигнал фази підключається до каналу YB, а інший сигнал підключається до каналу YA. Виберіть тригер YB. Відрегулюйте перемикач «t/div» так, щоб один цикл виміряної форми сигналу точно займав 8 поділок на горизонтальній шкалі, щоб фазовий кут циклу в 360 градусів поділявся порівну на 8, а кожне 1 поділення було еквівалентно 45 ступінь . Прочитайте різницю T між прямою та зворотною хвилями на горизонтальній осі та обчисліть різницю фаз за такою формулою φ:
φ= 45 градус /діл × T（діл）
Якщо T==1.5div, тоді φ= 45 градус /div × 1.5div=67.5 градус
2. Шаблонний метод вимірювання фази
Розмістіть вибір осі X осцилографа у вхідному положенні осі X, підключіть сигнал u1 до вхідного терміналу осі Y осцилографа, а сигнал u2 – до вхідного терміналу осі X осцилографа. Правильно відрегулюйте відповідні ручки на панелі осцилографа, щоб на флуоресцентному екрані з’явився еліпс відповідного розміру (в окремих випадках це може бути коло або діагональна лінія).
Нехай сигнал u1 на пластині відхилення осі Y передує циклу сигналу u21/8 на пластині відхилення осі X, і нехай початкова фаза u2 дорівнює нулю φ 2=0, тому, коли u2 дорівнює нулю, u1 є більше значення. Як показано на малюнку в точці "0". У цей час світлова пляма на флуоресцентному екрані також відповідно розташована в точці "0". Зі зміною часу u1 зростає, а u2 також зростає, а світлові плями на флуоресцентному екрані переміщуються праворуч і вгору. Після 1/8 циклу u1 і u2 відповідно досягають точки «1». У цей час u1 досягає максимального значення, а u2 – більшого значення. Світлова пляма на флуоресцентному екрані розташована на відповідній цифрі «1». Якщо це триватиме, світлова точка на флуоресцентному екрані намалюватиме еліпс, що обертається за годинниковою стрілкою. Якщо u1 відстає від u2, він утворює еліпс, який обертається проти годинникової стрілки. Звичайно, це відбувається лише тоді, коли частота сигналу дуже низька (наприклад, кілька герц), і на короткому флуоресцентному екрані післясвітіння можна чітко побачити явище обертання світлових плям за або проти годинникової стрілки на флуоресцентному екрані. Як видно з вищесказаного, форма еліпса змінюється залежно від різниці фаз між двома синусоїдальними сигнальними напругами u1 і u2. Отже, різницю фаз між двома синусоїдальними сигналами можна визначити на основі форми еліпса Δφ. Нехай A — ордината перетину еліпса й осі Y, а B — максимальна координата кожної точки на еліпсі. Як видно з малюнка, A — миттєва напруга, що відповідає u1, коли t=0