Теоретическая часть

Цель работы – изучить основные методы и средства измерения фазового сдвига и освоить методику автоматизированной оценки ошибки измерения.

Теоретическая часть.

Фазовые параметры имеют четкий физический смысл для гармонических сигналов, так как фаза определяет состояние колебательного процесса в любой момент времени.

Под фазой гармонического сигнала понимают аргумент функции U(t)=U_mcos(wt+j),

где U_m–постоянная амплитуда,

w–угловая частота,

j–начальная фаза.

Практический интерес представляет не фаза одного сигнала, а разность фаз между двумя сигналами. Фазовым сдвигом называют модуль разности начальных фаз U₁(t) и U₂(t) одинаковой частоты. Если U₁(t)=U_m1cos(wt+j) и U₂(t)=U_m2cos(wt+j),то фазовый сдвиг равен: j=(j₁-j₂)

Графически фазовый сдвиг можно пронаблюдать на рис.1

Рис.1.1. Фазовый сдвиг.

Фазовый сдвиг выражается в градусах или в долях периода. Простейшими устройствами, изменяющие фазовый сдвиг (фазовращателем) является RC-цепь.

Фазовый сдвиг можно измерить разными методами. Наиболее распространены методы преобразования фазового сдвига в постоянное напряжение и интервал времени. Реже используются методы сравнения. Кроме того, существуют осциллографические методы. Они являются оценочными и сводятся к измерению геометрических размеров на экране ЭЛТ. Для повышенной точности измерения малых разностей фаз применяют умножение частоты. В случаях, когда на очень высоких частотах необходимо измерить фазовый сдвиг низкочастотным фазометром, а также когда узкодиапазонный фазометр необходимо использовать в широком диапазоне частот, применяют гетеродинное преобразование частоты. Приборы, измеряющие фазовый сдвиг, называют фазометрами, или измерителями разности фаз.