第四章频率和相位的测量

合集下载

频率时间和相位的测量

频率时间和相位的测量频率、时间和相位的测量是现代科技中非常重要的一项技术。

在通信、电力系统、航空航天等领域，准确测量频率、时间和相位可以确保系统的稳定性、可靠性和正常运行。

本文将从频率测量、时间测量和相位测量三个方面进行介绍。

第一部分：频率测量频率是指单位时间内发生的事件的次数。

在通信系统中，频率是指信号波形的周期性重复次数。

频率的测量常用的方法有：阻抗频率测量和计数频率测量。

阻抗频率测量是通过测量电路中的阻抗变化来计算频率。

具体方法是将信号加到一个频率依赖的电路上，测量电路的阻抗变化。

阻抗频率测量的精度高，适用于高精度要求的场合，如科学研究和实验室测量等。

计数频率测量是通过计数单位时间内信号波形的周期数来计算频率。

具体方法是将信号输入到计数器中，计数器会记录信号波形的上升沿或下降沿的个数，然后将个数除以测量时间得到频率。

计数频率测量的精度相对较低，适用于一般工业生产和实际应用中。

第二部分：时间测量时间是指事件的发生顺序和持续时间。

时间的测量常用的方法有：基于机械系统的时间测量和基于电磁波传播的时间测量。

基于机械系统的时间测量是通过机械装置的运动来测量时间。

最早的时间测量仪器是机械钟。

现代的机械钟使用特殊设计的机械组件，如摆轮、游丝等，来实现稳定的精确时间测量。

基于机械系统的时间测量具有较高的稳定性和精度，但受限于机械部件的制造工艺和环境因素，无法实现高精度要求。

基于电磁波传播的时间测量是现代科技中最主要的时间测量方法。

基于电磁波传播的时间测量使用电磁波在空间传播的规律来测量时间。

具体方法是使用特殊的发射器和接收器，通过测量电磁波传播的时间差来确定事件的发生时间。

这种时间测量方法精度高，适用于需要高精度时间的领域，如导航系统和科学研究等。

第三部分：相位测量相位是指两个波形之间的关系。

相位的测量常用的方法有：频率锁相测量和相位差测量。

频率锁相测量是通过比较两个波形的频率差异来测量相位。

具体方法是将两个波形输入到一个锁相环中，通过调整锁相环中的参数，使两个波形的频率一致，从而得到相位差。

第四章电子示波器

6．扫描速度示波器屏幕上光点的水平扫描速度的高低可用扫描速度、时基因数、扫描频率等指标来描述。扫描速度就是光点水平移动的速度，其单位是cm／s或div／ s(度／秒)。扫描速度的倒数称为时基因数SS，它表示光点水平移动单位长度(cm或div)所需的时间。扫描频率表示水平扫描的锯齿波的频率。一般示波器在X方向扫描频率可由t／cm或t／div分档开关进行调节，此开关标注的是时基因数。为了观察缓慢变化的信号，则要求示波器具有较低的扫描速度，因此，示波器的扫描频率范围越宽越好。
二、基本工作原理： • 由电子枪产生的高速电子束轰击荧光屏的相应部位产生荧光，而偏转系统则能使电子束产生偏转，从而改变荧
光屏上光点的位置，显示被测信号的波形。
• 三、示波管： • 结构：电子枪、偏转系统、荧光屏三个部分。
偏转系统
电子枪 Y偏转板 X偏转板荧光屏荧光屏
K F
G
A1
A2
–E
(2)垂直通道的主要控制键：
• 耦合方式—转换信号的输入耦合方式。它有AC-⊥-DC三个档位（见上图中的开关S）。DC档位时，Y通道是一个直流放大器，此时被测信号中的直流分量，可改变屏上波形的垂直位置；AC档位时，由于耦合电容C的存在，Y通道变成一个交流放大器，此时被测信号中的直流分量不影响屏上波形的垂直位置。⊥即接地，此时Y通道放大器的输入端被接地，而Y输入插座上的被测信号被隔断。 • 偏转因数—调节示波器的垂直偏转灵敏度。它其实是一个多档位的衰减器，采取步进方式变更衰减量。当衰减量增大时，Y通道的总增益降低，屏上波形的幅度（波形的高度）减小，反之，幅度增大。偏转因数的档位，明确指示了垂直偏转灵敏度之值。 • 垂直微调—垂直偏转灵敏度的微调。电路中，通常采用调整负反馈量的方法，来调节放大器的增益。调节垂直微调时，屏上波形的幅度可连续变化，但不能明确指示垂直偏转灵敏度的大小。 • 垂直移位—调整屏上波形的垂直位置。电路中，采用改变Y偏转板上附加直流电压的大小来实现。垂直移位有相当大的调整范围，一般宜置于中间位置。

cl-4新版

检测待并网发电机与电网之间旳频率和相位是否相同。
发电机并网需满足旳条件：同相序，在发电机安装调试时处理。同幅值，需要接电压表，两个。同频率，接频率表，两个。同相位，接整步表，一种。整步表能同步反应频率和相位旳差别，但不显示频率旳数值。
一、1T1-S整步表旳构造
由固定线圈A、A2、A3和一种可动旳Z形铁心构成，A做成圆筒状套在轴套C上，A2、A3做成方扁形，互成90°夹角套在A旳外面。转轴可在轴套中转动，在转轴旳上、下两端，各固定一种扇形铁片D、两铁片Z字形，铁片受力时可带动轴
和指针旋转。
二、1T1-S整步表旳外接线
测量时，将线圈A串接一电阻R，接在已在运营旳发电机或电网旳A、B相上。令电阻数值远不小于线圈A旳感抗，可以为线圈 A是一种电阻性电路，电压与电流同相。线圈A2、A3分别与R1、 R3串联，然后与电阻R2接成一种不对称星形，接在待并发电机旳A、B、C三相上。
第四节相位旳测量措施
要点：数字法测相位。一、将相位差转换为时间进行测量。
Δt NT0 Δt 360
T
二、了解：将相位差转换为电压进行测量。
U CC
U CC
Y1
R1 1
VD1
LM 339
R3
5 D
CD4013 Q SET
R7
200
VD2
R2 51
Q
CLR
R8 200
U CC
R4 Y2
李沙育图形
当频率成整数倍时，出现旳李沙育图形是静止旳。
分别对图形作水平线和垂直线，注意所作旳线不应经过图形旳交叉点或与其相切。
垂直输入信号频率水平交点水平输入信号频率垂直交点
电压相位差旳不同会影响图形旳形状，但不影响频率比

电子测量技术频率(时间)与相位测量

第5页
电子测量原理
转变为自然基准。
需要指出的是，在电子仪器中常采用石英频率标准。
其原因在于：其一，石英晶体的机械稳定性和热稳定性很高，它的振荡频率受外界因数的影响较小，因而比较稳定；其二，石英频率标准发展快，六十年来将准确度和稳定度提高了4个数量级；其三，石英晶体振荡器结构简单，制造、维护、使用均方便，而且准确度能满足大多数测量的需要。因此，石英频率作为一种次级标准，已成为最常用的频率标准。最后还要指出，时间标准就是频率标准，这是因为频率与时间互为倒数。
第3页
电子测量原理
6.1.2 频率或时间标准
人们早期根据在地球上看到太阳的“运动”较为均匀这
一现象建立了计时标准，把太阳出现于天顶的平均周期（
即平均太阳日）的86400分之一定为一秒，称零类世界时
（记作UTo），其准确度在10-6量级。考虑到地球受极运动（即极移引起的经度变化）的影响，可加以修正，修正后称为第一世界时（记作UT1）。此外，地球的自转不稳定，进行季节性、年度性变化校正，引出第二世界时（记作UT2），其稳定度在3×10-8。而公转周期却相当稳定，于是人们以1900回归年的31556925.9747分之一作为历书时的秒（记作ET），其标准度可达±1×10-9。
第1页
电子测量原理
所以，频率、时间、相位三个量可归结为一个量的测量问题。在电子技术领域内，频率是最基本的参数之一，它指单位时间内周期变化或振荡的次数，许多电参数的测量方案及结果都与之密切相关。因此，频率的测量是十分重要的，而且到目前为止频率的测量在电测量中精确度是最高的。
第2页
电子测量原理
第11页
电子测量原理
输入信号显示时的位置，则显示第二个输入信号时就可距离，

频率和相位的测量

一、用示波器测量频率
1、扫描法例如：扫描速率旋钮所在位置为5ms/cm，而显示的一个波形所占水平距离为4cm，则被测信号周期为20ms，频率为50Hz。
2、李沙育图形（X-Y法）
频率可调
由于两个电压的频率、振幅、相位的不同，在荧光屏上所显示出的波形也各有不同。
李沙育图形
当频率成整数倍时，出现的李沙育图形是静止的。
解：
NT
0.01 106
104
Nf
10 103 0.01
1 104 NT 1 103 Nf
应选择测周期。
1 频率仪的频率准确度是 n ，表示计数n 个脉冲，有一个字的
误差。不同量限的准确度不同。本例中，频率准确度为
2107表明在该量限下，测量 5106 个脉冲，有一个字
的误差。
频率的测量方法（补充内容）
四、计数器的量化误差：±1个字
因为闸门开启时刻和计数脉冲到达时刻没有同步关系，所以会有±1个字的量化误差。可见，延长开门时间，计数的脉冲数越多，量化误差的影响越小。
五、计算由量化误差引起的相对误差
1、测频率
计数值
N Tc Tx
闸门时间
待测信号周期
±1个数引起的相对误差：
1 fc N fx
u1(0) Um1 sin
sin u1(0)
Kห้องสมุดไป่ตู้ 2
Um1
K A 2
sin B
A
•不能判断超前、滞后。
李沙育图形的形成过程
不同相位差时的李沙育图形
频率相同相位不同时的李沙育图形：
本章小结：
1、掌握数字法测量频率、周期、相位的原理。 2、掌握量化误差的概念和计算。 3、了解补充的频率、相位、功率因数的测量方法。

时间频率和相位的测量概述

时间频率和相位的测量概述时间频率和相位的测量是对信号的特性进行量化和分析的重要手段。

在电子通信、无线电、声学和光学等领域中，时间频率和相位的准确测量对于确保系统性能和信号传输的可靠性非常关键。

时间频率的测量是衡量信号周期性的能力，频率是指单位时间内该信号重复的次数。

常见的测量方法有计数法和相位比较法。

计数法是通过计算信号周期内的脉冲数量来测量频率，比较简单直接，但对于信号较高频率和瞬态信号的测量精度有限。

相位比较法是通过将待测信号与参考信号进行比较，通过比较两者的相位差来计算频率，通常使用鉴相器或锁相环等器件进行测量。

相位比较法具有高精度和宽测量范围的特点，适用于高精度和宽频率范围的测量需求。

相位的测量是衡量信号波形变化和时序关系的能力。

相位是指信号在一个周期内的位置或偏移量。

常用的相位测量方法有直接测量法和差分测量法。

直接测量法是通过将待测信号与参考信号进行比较，通过比较两者的起始时间或位置来测量相位，适用于稳态信号和周期性信号的测量。

差分测量法是通过测量信号的前后时间差来计算相位，通常使用时钟同步和时间差测量技术，适用于非周期性和非稳态信号的测量。

在实际应用中，时间频率和相位的测量需要考虑到测量仪器的精度、稳定性和响应速度等因素。

常见的测量仪器包括示波器、频谱分析仪、计时器和定时器等。

此外，引入校准和校正等方法可以提高测量结果的准确性和可靠性。

总之，时间频率和相位的测量是对信号特性进行量化和分析的重要手段，广泛应用于各个领域。

随着科技的发展，测量技术也在不断进步，为更精确、稳定和高速的测量提供了更多选择。

时间频率和相位的测量在科学、工程和技术领域中起到了至关重要的作用。

从物理学到电子通信，从声学到天文学，准确测量时间频率和相位是理解和分析信号的基础，也是确保系统性能和信号传输的可靠性的关键。

时间频率是指信号在单位时间内重复的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。

测量时间频率的目的是了解信号的周期性。

示波器的双踪显示李萨如图测频率和相位

李萨如（Lissajous）图形：示波器两个偏转板上都加正弦信号电压时显示的图形。
Uy 0 0,2,4 3 0 1 2 3 4 t (a) UX 0 1 2 3 4 t (b) Uy 1 1 2 34 t 0 1 23 4 t 3 2 0,4 1
Ux
在测量频率和相位时常会用到，此时示波器变
为一个X—Y图示仪。
同频信号相位差(φ)可以通过下式计算:
φ=arcsin（x/x0）其中几种常用的李萨如图形

fy 1 fx
0°
45°
90°
135°
180°
fy 2 fx 1
fy 3 fx 1
fy 3 fx 2
四、实验任务 1、在双踪显示中，分别观察交替和断续工作状态下对信号的显示。 2、在双踪显示中，两通道显示不同信号时（频率，幅度，波形）实现稳定的波形显示。总结方法，分析无法稳定显示的原因。（做实验报告时回答） 3、利用李萨如图测相位，在已知其中一路信号频率的情况下，通过观察波形求出两路信号的相位差，和未知信号的频率。 4、观察李萨如图形时，李萨如图形为什么一般都在动？主要原因是什么？如何使波形稳定？（做实验报告时回答）
实验3：示波器的双踪显示，李萨如图法频率、相位的测量
一、实验目的 1. 熟悉示波器双踪显示的原理。 2. 熟悉用李沙育法测量频率和相位
二、实验设备双踪示波器 YB4320G F05A型数字合成函数信号发生器2台
三、实验原理
示波器的双踪显示：
交替方式
断续方式
需要解决的问题：双通道如何触发，才能观测到稳定的信号？
李萨如图形法测相位是利用示波器X和Y通道
分别输入被测信号fx和一个已知信号fy，调节已知信号的频率使屏幕上出现稳定的图形，根据已知信号的频率（或相位）便可求得被测信号的频率（或相位）。李萨如图形法既可测频率又可测量相位。nx和ny为水平线和竖直线和图形的交点个数。

第四章系统的频率特性分析

第四章系统的频率特性分析第四章系统的频率特性分析时间响应分析：主要用于分析线性系统的过渡过程，以时间t为独立变量，通过阶跃或脉冲输入作用下系统的瞬态时间响应来研究系统的性能；依据的数学模型为G(s)频率特性分析：以频率ω为独立变量，通过分析不同的谐波输入时系统的稳态响应来研究系统的性能；依据的数学模型为G(jω)频域分析的基本思想：把系统输入看成由许多不同频率的正弦信号组成，输出就是系统对不同频率信号响应的总和。

4.1频率特性概述1.频率响应与频率特性（1）频率响应：线性定常系统对谐波输入的稳态响应。

（frequencyresponse）对稳定的线性定常系统输入一谐波信号xi(t)=Xisin?t稳态输出（频率响应）:xo(t)=Xo(?)sin[ωt+?(ω)]【例】设系统的传递函数为输入谐波信号xi(t)=Xisin?t 则稳态输出（频率响应）与输入信号的幅值成正比与输入同频率，相位不同进行laplace逆变换，整理得同频率?幅值比A(?)相位差?(?)ω的非线性函数(揭示了系统的频率响应特性)输入:xi(t)=Xisinωt稳态输出（频率响应）:xo(t)=XiA(?)sin[ωt+?(ω)]幅频特性：稳态输出与输入谐波的幅值比相频特性：稳态输出与输入谐波的相位差?(?)[s]A(?)?(?)（2）频率特性：对系统频率响应特性的描述(frequencycharacteristic)频率特性定义为ω的复变函数，幅值为A(?)，相位为?(?)。

输入谐波函数xi(t)=Xisin?t，其拉式变换为2.频率特性与传递函数的关系设系统的微分方程为:则系统的传递函数为:则由数学推导可得出系统的稳态响应为根据频率特性定义，幅频特性和相频特性分别为故G(j?)=?G(j?)?ej?G(j?)就是系统的频率特性如例1，系统的传递函数为所以3.频率特性的求法(1)频率响应→频率特性稳态输出（频率响应）故系统的频率特性为或表示为(2)传递函数→频率特性将传递函数G(s)中的s换成jω，得到频率特性G(jω)。

简谐运动简谐运动的振幅周期频率和相位

相位的变化范围是$0^circ$到 $360^circ$，或者用弧度表示是$[0, 2pi)$。
相位的影响因素
初始位置
相位与振动物体的初始位置有关，如果物体在平衡位置的左侧或右侧开始振动，其相位会有所不同。
初始速度
相位也会受到振动物体初始速度的影响，如果物体以不同的速度开始振动，其相位也会有所差异。
相位与简谐运动的关系
相位决定了简谐运动的周期性变化，例如，当相位增加时，振动物体的位置和速度也会随之变化，表现出周期性的振动模式。
通过调整相位，可以控制简谐运动的振幅、频率和方向等参数，从而实现不同的运动效果。
THANKS
感谢观看
振幅与能量的关系
振幅与能量之间存在一定的关系，根据简谐运动的能量公式，系统的总能量等于动能和势能之和。
当振幅增大时，质点的动能和势能也随之增大，但动能和势能之间存在相互转化的关系，因此总能量保持不变。
在无阻尼的理想情况下，振幅将一直保持不变；而在实际情况下，由于阻尼的存在，振幅会逐渐减小，直到系统达到稳定状态。
简谐运动
目录
• 简谐运动的定义 • 振幅 • 周期 • 频率 • 相位
01
简谐运动的定义
简谐运动的描述
01
02
03
简谐运动是一种周期性运动，其运动轨迹是正
弦或余复运动的物
理过程。
简谐运动可以用数学公式表示为：y=Asin(ωt+φ)，其中A是振幅，ω是角频率，t是时间，φ是初相角。
频率与周期的关系
01
频率和周期互为倒数关系，即f=1/T或T=1/f。
02
频率和周期是描述简谐运动的重要参数，它们共同决定了振动
的性质。

电子测量实验4 信号频率与相位分析实验报告

实验四信号频率与相位分析一、实验目的1 理解李沙育图形显示的原理；2 掌握用李沙育图形测量信号频率的方法；3 掌握用李沙育图形测量信号相位差的方法；4 用示波器研究放大电路的相频特性。

二、实验原理和内容1 李沙育图形扫描速度旋钮置”X-Y ”位置时，Y1通道变成x 通道，在示波器的y 通道(Y2)和x 通道(Y1，与Y2通道对称)分别加上频率为f y 和f x 的正弦信号，则在荧光屏上显示的图形称为李沙育(或李萨如)图形。

李沙育图形的形状主要取决于f y 、f x 的频率比和相位差。

例如，当f y /f x =1，且相位差为0时，屏幕上显示一条对角线；当f y /f x =2，且相位差为0时，屏幕上显示“∞”；当f y /f x =1，但相位差不为0时，屏幕上显示一个椭圆。

图4-1所示为f y /f x =2且相位差为0时的李沙育图形。

2 李沙育图形法测量未知信号的频率扫描速度旋钮置”X-Y ”位置，被测信号加到Y2通道，用信号发生器输出一个正弦信号加到X 通道（Y1），Y1、Y2的偏转灵敏度置相同位置，由小到大逐渐增加信号发生器输出信号频率，当屏幕上显示一个稳定的椭圆时，信号发生器指示的频率即为被测未知信号的频率。

3 李沙育图形法测量信号相位差设u x = U xm sin (ωt+θ)，u y = U ym sin ωt ，分别加到x 通道（Y1通道）和Y2通道，扫描速度旋钮置”X-Y ”位置，荧光屏上显示的李沙育(或李萨如)图形如图5-2所示。

则mx x 01sin-=θ （4-1） 4 放大电路的相频特性研究放大电路的相频特性是指输出信号与输入信号的相位差与信号频率的关系。

采用李沙育图形法可以测量相位差。

保持输入信号幅度不变，改变输入信号频率，逐点测量各频率对应的相位差，采用描点法作出相频特性曲线。

三、实验器材1、信号发生器 1台2、示波器 1台3、实验箱 1台图4-1 f y /f x =2且相位差为0时的李沙育图形 U x t tU y图4-2李沙育图形法测相位差 x 0x m4、单管、多级、负反馈电路实验板 1块四、实验步骤1 观察李沙育图形（1）f x与f y同频同相时的李沙育图形用信号发生器输出一个1kHz、10mV p-p的正弦波，加到一个射极输出器，同时加到示波器的Y1通道。

信号的测量频率幅度相位的检测

电子设计竞赛专项培训主讲人：侯长波电工电子实验教学示范中心主讲人：侯长波2013年7月目录☐LCR 测量原理☐频率、周期、相位、幅度测量原理☐实用电子测量电路☐其他测量主讲人：侯长波2013年7月电子测量概述☐电子测量的定义：电子测量主要是运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量，同时还可以通过各种传感器把非电量转换成电量来进行测量。

☐电量测量分以下方面：电能量测量，包括各种频率、波形下的电压、电流和功率等的测量。

电信号特性测量，包括波形、频率、周期、相位、失真度、调幅度、调频指数及数字信号的逻辑状态等的测量。

电路元器件参数测量，包括电阻、电容、电感、阻抗、品质因数及电子器件的参数等的测量。

电子设备的性能测量，包括增益、衰减、灵敏度、频率特性和噪声指数等的测量。

☐在上述测量中，以频率、时间、电压、相位、阻抗等基本电参数的测量更为重要，它们是其他参数测量的基础。

☐电子测量发展趋势：小型化、智能化。

主讲人：侯长波2013年7月电子测量概述☐测量误差：测量值（或称测得值、测值）与真值之差。

用下式表示：误差=测量值-真值。

☐在《通用计量术语及定义》中，真值是“与给定的特定量的定义一致的值”，并注明：量的真值只有通过完善的测量才有可能获得；真值按其本性是不确定的；与给定的特定量的定义一致的值不一定只有一个。

☐真值是一个理想的概念，实际上对“真值”的应用通常有以下方法：真值可由理论给出或由国际计量统一定义给出。

用约定真值代替真值。

约定真值也称为最佳估计值。

在实际测量中常把高一级至数级的基准或测量仪器测得的实际值作为真值使用。

“实际值”不是真值，但它接近真值，可作为“约定真值”。

由于真值不能确定，因此“误差”只是定性的概念，从而引入不以真值为前提条件又能定量计算的“不确定度”的概念。

主讲人：侯长波2013年7月误差的表示方法☐测量误差通常采用绝对误差和相对误差两种表示方法。

单片机软件系统的设计—频率和相位的测量.

单片机软件系统的设计—频率和相位的测量单片机软件系统的设计—频率和相位的测量1、测量频率参数测量频率参数只需要一个通道（电压或电流）的脉冲信号，设选用电压通道，由于是低频50Hz左右，因此要采用测周期的方案来换算出频率参数（低频测周期比较精确，高频测频率比较精确）。

由于电压通道接到单片机的外部中断INT0，只要计数两次INT0中断的间隔时间便可换算出频率。

间隔时间采用定时器1统计，设晶体振荡器为12MHz，则一个机器周期为1μS，测量的结果保存在75H、74H中，程序如下：测频准备阶段的程序：SETB EX0；允许外部中断0中断，以便于测频MOV TH1,#0原文请找腾讯3249114六,维^论~文.网MOV TL1,#0MOV TMOD,#10H 外部中断0中断服务程序：SETB TR1JNB P3.2,$JB P3.2,$CLR TR1MOV 74H,TL1MOV 75H,TH1RETI 2、测量相位参数在测频的基础上，利用另外一个通道即电流通道产生的外部中断1中断信号，我们只要统计两个通道的中断间隔时间即得到两个通道相位之间的误差时间，再除以一个周期（测频率时已经测出）的时间，再乘以360，即为相位差。

设测量结果报存在77H、76H中，程序如下：测相准备阶段的程序：SETB EX0；允许外部中断0中断SETB EX1；允许外部中断0中断 MOVTH1,#0MOV TL1,#0MOV TMOD,#10H 外部中断0中断服务程序：SETB TR1RETI外部中断1中断服务程序：CLR TR1MOV 76H,TL1MOV 77H,TH1RETI测频用到了外部中断0，测相也用到了外部中断0，要区别两个含义不同的外部中断0，需要用一个标志位加以区别。

以上检测程序就基本完成了，下面的就是关于这批数据的计算和换算程序了。

现在从70H~77H中均保存了有效数据，这些数据还都没有经过计算和换算，还都是“半成品”，但是我们要清除这里边都是什么数据。

示波器的相位测量和频率测算技巧

示波器的相位测量和频率测算技巧示波器是一种广泛应用于电子工程领域的仪器，用于观察和测量电信号的振幅、频率、相位等参数。

在实际工作中，掌握示波器的相位测量和频率测算技巧是非常重要的。

本文将介绍几种常用的技巧，帮助您更好地进行相位测量和频率测算。

一、相位测量技巧相位是指信号在时间轴上的偏移程度，通常以角度来表示。

在示波器上进行相位测量可以通过以下几种方式实现：1. 参考信号法：使用一个已知相位的参考信号和待测信号同时输入示波器，示波器上可以通过比较两个信号的相位差来进行测量。

这种方法需要注意选择合适的参考信号，并保证其相位稳定。

2. X-Y 模式：通过将待测信号和一个已知相位的正弦信号输入示波器的两个通道，然后将示波器切换为 X-Y 模式，我们可以直接读取相位差。

这种方法简单直观，但需要注意示波器通道之间的匹配和调节。

3. Lissajous 图案法：将待测信号和一个已知相位的正弦信号输入示波器的两个通道，并将示波器切换为 XY 模式，我们可以观察到一种特殊的图案，称为 Lissajous 图案。

通过观察 Lissajous 图案的形状，我们可以得出信号的相位关系。

这种方法适用于任意波形的相位测量。

二、频率测算技巧频率是指信号在单位时间内重复的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。

在示波器上进行频率测算可以通过以下几种方式实现：1. 利用示波器的自动测量功能：现代示波器通常会提供自动测量功能，可以直接读取信号的频率。

这种方式方便快捷，适用于简单的频率测算，但对于复杂信号可能存在误差。

2. 基于时间测量的方法：通过测量信号一个完整周期所需的时间，可以得到信号的频率。

示波器提供时间的测量功能，我们可以观察到信号的一个完整周期，并测量其所占用的时间。

然后，通过频率=1/周期的公式计算信号的频率。

3. 基于傅里叶变换的方法：傅里叶变换是一种将信号从时域转换到频域的方法。

示波器通常会提供频谱分析功能，可以通过对信号进行傅里叶变换得到其频谱，从而准确计算信号的频率。

第四章频率和相位的测量

cos I2cos cos( ) I1cos() 配置电路阻抗，使I1 I2 ( 为U与I1 的相位差，为两个可动线圈的夹角)，可得如果按相位角刻度，则分度均匀，如按cos 刻度，分度将是不均匀的。
三、电动系三相相位表
• 电动系三相相位表与电动系单相相位表的结构完全相同，只是两个可动线圈所连接的元件不同，单相相位表接R、L元件，而三相相位表两路都是接电阻，分别为：R1、R2 。
3.量化误差：
• 计数闸门开启时间不刚好是被测信号周期的整数倍，而且脉冲到达时刻不刚好是闸门开启时刻，因此在相同的开启时间内，可能会有正负一个数的误差。
量化误差示意图
计数闸门开启时间不刚好是被测信号周期的整数倍造成的量化误差。
在时间 T 内脉冲个数为7.5,测出数可能为6。
计数开始不刚好是第一个脉冲到达时刻，造成的量化误差。
I
I1
I2
U1 R1
U2 R2
• 式中U0、U1值与u、I 相位差有关。因此可根据检流计的电流值测得相位差。
分析 1、当 u、i 同相时变换式相位表波形
2、当 u、i 相位差为 90°时变换式相位表波形
1、当 u、i 同相时变换式相位表波形
1.只有u1正半波，才能有电流通过VD5、VD6形成压降U1 、U2如图中红线所示。
• (3)控制电路
– 控制电路在所选择的基准时间内打开主闸门，允许整形后的被测脉冲信号输入到计数器中。
• (4)计数器和显示器
– 对控制门输出的信号进行计数，并显示计数值。
通用计数器的基本组成和工作方式
通用计数器一般都具有测频和测周两种方式。基本组成
如图所示。
如图中A输入端(fA=fx)，晶振标准频率fc信号接到B输入端 (fB=fc)，则计数器工作在测频方式，此时：

第四章电动系仪表

结构如图 4 – 29 所示，具有以下特点：
(1)两个线圈分别产生转动力矩和反作用力矩。
(2)有一个分为两段烧制的定圈，用来建立工作磁场。
图 4 - 29 电动系比率表的结构图
第四节频率表、相位表和功率因数表
(3)指针偏转角与定圈电流和动圈电流乘积成
正比。
co co s ( s)II2 1c co o ss1 2))((
圈(定圈)和可动线圈(动圈)。
如图 4 - 1 所示。
图 4 - 1 电动系测量机构的结构示意图
第一节电动系测量机构
2．工作原理设定圈中通过电流为 I1 ，动圈中通过电流为 I2 。
磁场方向由右手螺旋定则确定。
图 4 - 3 转动力矩产生的示意图
转动力矩 M 与电流 I1 和 I2 的乘积成正比，即
电动系电压表通常做成多量程的便携式仪表。
由于电压表测量时的电流较小，所以电动系电压表的线圈匝数较多。
图 4 - 7 三量程电压表的测量线路
第三节功率表
一、电动系功率表
1．结构和工作原理测量功率时，定圈 A 与负载串联接入被测电路；
动圈 D 与附加电阻 Rj 串联后接入电路。
图 4 - 8 电动系功率表的原理电路
② 功率表标有“*”号的电压端钮可以接至电流端钮的任意一端，而令一个电压端则跨接至负载另一端。功率表的电压支路是并联接入被测电路的。
第三节功率表
功率表正确接线如图 4-12 所示。
图 4-12 功率表的正确接法
功率表常出现的错误接线如图 4-13 所示。
图 4 - 13 功率表的错误接法
第三节功率表
下面介绍电动系功率表的工作原理。
第三节功率表

相位测量原理

相位测量原理相位测量是一种非常重要的测量方法，它在光学、电子、通信等领域都有着广泛的应用。

相位是描述波的状态的重要参数，而相位测量就是指对波的相位进行精确的测量和分析。

在很多领域，如光学干涉、雷达测距、光学成像等方面，都需要进行相位测量。

因此，研究和掌握相位测量原理对于提高测量精度和技术水平具有重要意义。

相位测量原理的基本思想是通过比较待测相位与已知相位之间的差异来实现相位的精确测量。

在实际应用中，常见的相位测量方法有很多种，比如时间域相位测量、频率域相位测量、空间域相位测量等。

下面我将分别介绍其中几种常见的相位测量原理。

首先是时间域相位测量。

时间域相位测量是通过测量信号在时间上的延迟来实现相位的测量。

常见的时间域相位测量方法有交叉相关法、自相关法等。

交叉相关法是利用两个信号相互相关来测量它们之间的时间延迟，从而得到相位信息。

自相关法则是通过将信号与自身进行相关运算，从而得到信号的时间延迟信息。

这两种方法都能够实现高精度的时间域相位测量。

其次是频率域相位测量。

频率域相位测量是通过测量信号在频率上的相位差来实现相位的测量。

在频率域中，相位可以通过信号的频率谱进行分析得到。

常见的频率域相位测量方法有傅里叶变换法、相位解调法等。

傅里叶变换法通过对信号进行傅里叶变换，将信号从时域转换到频率域，从而得到信号的频率谱和相位信息。

相位解调法则是利用相位解调器对信号进行解调，从而得到信号的相位信息。

这些方法都能够实现高精度的频率域相位测量。

最后是空间域相位测量。

空间域相位测量是通过测量光学系统中光波的相位分布来实现相位的测量。

在光学成像、干涉等领域，空间域相位测量是非常重要的。

常见的空间域相位测量方法有相位拼接法、相位共轭法等。

相位拼接法是通过将多幅具有不同相位信息的图像进行拼接，从而得到整个光波的相位信息。

相位共轭法则是利用相位共轭镜来实现对光波相位的补偿和调制，从而得到光波的精确相位信息。

这些方法都能够实现高精度的空间域相位测量。

频率时间和相位的测量

频率时间和相位的测量频率、时间和相位的测量在现代科学和工程领域中具有重要的意义。

频率是指在单位时间内重复发生的事件或周期的次数。

时间是描述事件发生的顺序和持续时间的尺度。

相位则用来描述波形的相对位置关系。

测量这些参数的准确性和精度对于许多应用来说至关重要，包括通信系统、无线电频谱管理、精密仪器、天文学、地球物理学等等。

下面我们将详细介绍频率、时间和相位的测量方法和技术。

频率测量是指测量事件发生的频率或周期的次数。

常见的频率测量方法包括计数法、相位比较法、频率合成法等。

计数法是一种简单直接的方法，通过计算事件发生的次数来得到频率。

在计数法中，可以使用计时器来记录事件发生的次数，然后根据计时器的时间得到频率。

相位比较法主要是利用比较两个信号的相位差来得到频率。

这种方法常用于稳定的参考信号。

频率合成法是通过将多个信号相加或相乘来合成一个新的信号，然后再根据新信号的特性来获得频率。

这种方法广泛应用于频率合成器和锁相环等设备中。

时间测量是指测量事件发生的准确时间。

时间测量的方法包括脉冲计数法、时钟同步法、时间标准法等。

脉冲计数法是通过计数脉冲的数量来测量时间。

计数器是常用的脉冲计数设备，它可以根据脉冲的来自外界触发信号进行计数，并转换成相应的时间单位。

时钟同步法是利用多个时钟设备的同步性来测量时间。

通过将多个时钟设备的信号进行比较，可以得到一个准确的时间值。

时间标准法是通过使用一个精密的时间标准来测量时间。

国际原子时（TAI）和协调世界时（UTC）是常用的时间标准。

时间标准设备可以通过比较其与时间标准之间的差异来测量时间。

相位测量是指测量信号波形的相对位置关系。

相位测量的方法包括相位差测量法、频率转换法、相位解调法等。

相位差测量法是通过比较两个信号的相位差来得到相位。

常用的相位差测量设备有相位计和相干解调器。

频率转换法是通过将信号的频率变换到特定范围内，然后再进行相位的测量。

这种方法常用于高频信号的相位测量。

第四章频率和相位的测量

频率时间和相位的测量

第四章 电子示波器

cl-4新版

电子测量技术频率(时间)与相位测量

频率和相位的测量

时间频率和相位的测量概述

示波器的双踪显示 李萨如图测频率和相位

第四章系统的频率特性分析

简谐运动简谐运动的振幅周期频率和相位

电子测量实验4 信号频率与相位分析 实验报告

信号的测量 频率 幅度 相位的检测

单片机软件系统的设计—频率和相位的测量.

示波器的相位测量和频率测算技巧

第四章频率和相位的测量

第四章 电动系仪表

相位测量原理

频率时间和相位的测量

第四章电子示波器

示波器的双踪显示李萨如图测频率和相位

电子测量实验4 信号频率与相位分析实验报告

信号的测量频率幅度相位的检测

第四章电动系仪表