اندازه گیری فاز در اسیلوسکوپ چیست؟
استفاده از اسیلوسکوپ برای اندازه گیری اختلاف فاز بین دو ولتاژ سینوسی از اهمیت عملی برخوردار است. یک شمارنده می تواند فرکانس و زمان را اندازه گیری کند، اما نمی تواند مستقیماً رابطه فاز بین ولتاژهای سینوسی را اندازه گیری کند. استفاده از اسیلوسکوپ برای اندازه گیری فاز بسیاری از روش ها، در زیر، تنها چند روش ساده معمول استفاده می شود.
1. روش دو ردیابی
روش Dual-trace یک اسیلوسکوپ با ردیابی دوگانه بر روی صفحه فلورسنت است تا مستقیماً شکل موج دو ولتاژ اندازه گیری شده را برای اندازه گیری رابطه فاز آنها مقایسه کند. اندازه گیری، فاز جلوتر از سیگنال به کانال YB، سیگنال دیگر به کانال YA. ماشه YB را انتخاب کنید. کلید "t/div" را طوری تنظیم کنید که یک سیکل از شکل موج اندازه گیری شده دقیقا 8div در مقیاس افقی را اشغال کند، به طوری که زاویه فاز یک سیکل 360 درجه به 8 قسمت مساوی تقسیم می شود و هر 1div معادل 45 درجه است. تفاوت T بین شکل موج بیش از حد و شکل موج عقب ماندگی را در محور افقی بخوانید و اختلاف فاز φ را طبق فرمول زیر محاسبه کنید:
φ=45 درجه /div × T (div)
اگر T == 1.5div، سپس φ=45 درجه /div × 1.5div=67.5 درجه.
2. لی شایو روش گرافیکی اندازه گیری فاز
انتخاب محور X اسیلوسکوپ را در موقعیت ورودی محور X قرار دهید، سیگنال u1 را به ورودی محور Y اسیلوسکوپ و سیگنال u2 را به ورودی محور X اسیلوسکوپ وصل کنید. دکمه مربوطه را روی صفحه اسیلوسکوپ به طور مناسب تنظیم کنید تا صفحه فلورسنت اندازه مناسب بیضی را نشان دهد (در موارد خاص ممکن است یک دایره مثبت یا یک خط مورب باشد).
مشاهده می شود، صفحه انحراف محور Y را روی سرب سیگنال u1 در صفحه انحراف محور X در چرخه سیگنال u21/8 تنظیم کنید، فاز اولیه u2 را صفر کنید، یعنی φ2=0، بنابراین وقتی u2 صفر است، u1 مقدار بزرگتری است. مانند نقطه "0" در شکل. در این زمان، نقطه نور روی صفحه فلورسنت نیز به ترتیب در نقطه "{10}}" قرار دارد. با تغییر زمان، u1 بالا می رود، u2 نیز بالا می رود، صفحه فلورسنت در نقطه نور در سمت راست بالا. هنگامی که چرخه 1/8، u1، u2 به نقطه "1" رسید، در این زمان، u1 به حداکثر مقدار خود رسید، u2 یک مقدار بزرگتر است، صفحه فلورسنت در نقطه مربوطه نور "1" قرار دارد. این همچنان ادامه دارد، نقطه نوری روی صفحه فلورسنت یک چرخش بیضی در جهت عقربه های ساعت را ردیابی می کند. اگر u1 از u2 عقب بیفتد، یک بیضی چرخان در خلاف جهت عقربه های ساعت تشکیل می شود. البته، این تنها در فرکانس سیگنال بسیار کم است (مانند چند هرتز)، و در پس تابش کوتاه صفحه فلورسنت به وضوح در نقطه صفحه نمایش فلورسنت نور در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت پدیده چرخش دیده می شود. از موارد فوق، شکل بیضی با دو سیگنال سینوسی ولتاژ u1 مشاهده می شود، اختلاف فاز u2 متفاوت است. بنابراین، با توجه به شکل بیضی برای تعیین دو سیگنال سینوسی بین اختلاف فاز Δφ. در شکل 5-13 مجموعه A بیضی و تقاطع محور Y مختصات طولی است، B بیضی روی مختصات حداکثر مقدار است. از شکل، A ولتاژ لحظه ای مربوط به u1 در t=0 است، یعنی
A=Um1sinφ1
B دامنه مربوط به u1 است، یعنی
B=Um1
بنابراین A/B=(Um1sinφ1)/Um1=sinφ1
عنوان کردن. در آزمون واقعی برای راحتی خواندن، اغلب 2A، 2B (یا 2C، 2D) را طبق فرمول بخوانید.
Δφ=آرکسین (2A/2B) یا Δφ=آرکسین (2C/2D)
برای محاسبه اختلاف فاز
