Измерение сдвига фаз двухлучевым осциллографом

Приложение 4

Сдвиг фаз – это разность между начальными фазами двух переменных величин, изменяющихся во времени периодически с одинаковой частотой. Сдвиг фаз может измеряться в градусах, радианах или долях периода.

Измерения осциллографом производятся визуально, и их погрешность получается довольно высокой. При измерении сдвига фаз погрешность может достигать 5%.

Для минимизации погрешности, изображения выводимых сигналов должны иметь размер 80 90% от размеров экрана осциллографа. Наибольшая точность измерений получается, если растянуть период сигнала на весь экран осциллографа.

Прежде, чем измерять величину сдвига фаз, необходимо определить, какой из сигналов ( или ) опережает, а какой отстаёт. От этого зависит знак угла сдвига фаз .

На рис.19 выходной сигнал отстаёт – начало его периода (точка Б) расположено позже, чем начало периода входного сигнала (точка А). Этой ситуации соответствуют положительные значения угла сдвига фаз .

Рис.19. Положительное значение угла сдвига фаз

На рис.20 выходной сигнал опережает входной. Угол сдвига фаз при этом отрицателен .

Рис.20. Отрицательное значение угла сдвига фаз

Модуль угла сдвига фаз это расстояние между началами или между концами периода (положительного полупериода) сигналов в делениях сетки экрана осциллографа. Далее значение модуля находится из пропорции, учитывая, что один полный период любого колебания равен 360 градусов (или ):

, (18)

где - число делений сетки между началами периодов, - число делений сетки, занимаемых одним периодом сигнала (рис.21).

Рис.21. Параметры для вычисления модуля сдвига фаз