用示波器测量相位差及频率
用示波器测量相位差实验报告
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竭诚为您提供优质文档/双击可除用示波器测量相位差实验报告篇一:示波器的使用及测量相位差示波器的使用及测量相位差摘要:示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号输入和放大系统、同步系统以及电源五部分组成。
用示波器可以观察电信号波形以及测量电压、频率和相位差等。
本文就是主要介绍如何利用示波器测量两个正弦电压的相位差,主要采用李萨如图形法和双踪法。
关键词:示波器测量相位差李萨如图法双踪法实验目的:1.了解示波器的结构和原理。
2.掌握示波器各旋钮、按钮、按键的作用和使用方法。
3.学会用示波器采用李萨如图法和示踪法测量相位差。
4.能对实验结果进行分析,比较各种测量方法的优缺点,对实验数据进行不确定度处理,写出合格的实验报告。
实验原理:示波器的工作原理:示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号输入和放大系统、同步系统以及电源五部分组成。
示波器内有电子枪,电子枪发射电子束经Y轴偏转板或x轴偏转板会发生偏转,从而打在荧屏上。
人们可以根据显示在荧屏上波的形状、幅度来判断信号源的电压、频率等的大小。
用示波器测量相位差的原理:(1)用李萨如图法测量。
使示波器工作在x-Y方式,分别把两个信号输入到x偏转板和Y偏转板,然后移相,则得到如图所示的李萨如图(1).从示波器屏幕上读出A和b的值(格数),则信号的相位差为(2)双踪法。
使示波器工作在扫描工作方式,选择交替显示,调节两条扫描线重合。
把两待测信号通过示波器的两个输入通道输入,得到如上图(2)图所示,读出一个信号周期T所占的格数n(T)及?t的对应格数n(?t),则相位差??2?n(?t)n(T)实验内容与步骤:(一)测量正弦电压的电压和频率、周期(1)首先将示波器的各个旋钮的功能和用法弄清楚。
(2)第二,将示波器的各个旋钮调到实验所需的正常状态,然后使之处于工作状态。
(3)第三,用信号发生器作为信号源,调节输出电压峰峰值为2V,频率为10khZ,其输出信号接在ch1信号输入端上。
示波器的原理与使用相位差
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示波器的原理与使用相位差示波器是一种广泛应用于电子领域的仪器,用于观测、测量和分析电子信号的波形和特性。
它可以显示信号的时间波形、频谱分析和相位差等信息,对于电路设计、故障排除、信号分析等方面具有重要作用。
下面将从示波器的原理和使用中的相位差等几个方面进行详细介绍。
示波器的原理主要基于电压-时间变换和电压-电压变换两个基本电路原理。
当信号通过电压-时间变换电路时,示波器可以观测到信号的时间波形。
而当信号通过电压-电压变换电路时,示波器可以观测到信号的幅度波形。
这两个基本电路原理结合起来,就实现了示波器对信号的全面观测和测量。
示波器的核心是垂直放大器和水平放大器。
垂直放大器主要负责信号的放大和幅度调节,它将输入信号经过放大电路后输出到示波器的显示屏上。
水平放大器则负责控制信号的水平位置和时间长度,它采用定时电路将输入信号按照给定的时间基准进行扫描,并在显示屏上生成相应的时间标尺。
示波器还有一个重要的组成部分是显示器。
随着技术的发展,示波器的显示器由传统的示波管逐渐演变为液晶显示器或者其他新型显示器,显示效果更加清晰且易于观察。
相位差是波形之间的时间差或相位差。
在使用示波器测量相位差时,需要满足两个条件:首先,两个波形必须有相同的频率;其次,示波器的触发源必须精确地锁定在一个波形上。
测量相位差可以通过示波器的水平扫描延迟来实现。
在调整示波器的水平扫描延迟时,可以观察到两个波形之间的时间差或相位差。
当两个波形相位差接近等于0时,两个波形重合在一起;当相位差为180度时,两个波形完全相反;当相位差为90度时,两个波形相互垂直。
示波器通常还配备了触发功能,可以通过触发功能使波形在显示屏上稳定显示。
触发源可以是输入信号上的特定事件(如上升沿、下降沿等)或者外部的触发信号。
触发功能的使用可以帮助我们对信号进行精确定位和分析。
除了观测波形和测量相位差外,示波器还可以进行频谱分析、数据记录和波形存储等功能。
在频谱分析中,示波器可以将输入信号转换为频域信息,并显示频谱图像,帮助我们观察信号的频谱特性。
示波器测量相位差的方法
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示波器测量相位差的方法以示波器测量相位差的方法为标题,我们将介绍如何使用示波器来测量电路中的相位差。
相位差是指两个信号之间的时间延迟或提前量,通常用角度或时间来表示。
在电路和信号处理中,相位差的准确测量对于分析信号传输和系统响应非常重要。
我们需要明确示波器的基本原理。
示波器是一种用于测量电压波形的仪器,它通过将电压信号转换为图形显示在屏幕上。
示波器通常有两个输入通道,可以同时测量两个信号的波形。
要测量相位差,我们需要将两个信号连接到示波器的两个输入通道上。
这些信号可以是来自电路中的两个不同测量点的电压信号,或者是来自两个不同信号源的信号。
确保正确地连接信号源和示波器,并确保信号源的地与示波器的地连接。
接下来,我们需要调整示波器的设置以测量相位差。
首先,选择适当的时间基准,以便在示波器屏幕上能够清晰地显示出两个信号的波形。
然后,选择合适的垂直缩放和偏移设置,以便信号的波形在屏幕上垂直居中并适合显示。
在示波器屏幕上显示的两个波形应该是同步的,这意味着它们应该具有相同的频率和相位。
如果两个信号的频率不同,我们需要调整示波器的水平缩放和偏移设置,以便两个波形在屏幕上水平对齐。
一旦波形在示波器屏幕上正确显示,我们可以使用示波器的测量功能来测量相位差。
示波器通常提供了多种不同的测量选项,包括相位差测量。
通过选择相位差测量选项,示波器将自动测量两个波形之间的相位差。
示波器会计算出相位差的数值,并在屏幕上显示出来。
这个数值通常以角度或时间的形式呈现。
需要注意的是,示波器测量的相位差是相对于一个参考信号的。
在测量相位差之前,我们需要选择一个合适的参考信号。
参考信号可以是两个信号中的任何一个,或者是一个与两个信号都不相关的信号。
示波器还可以提供更高级的相位差测量功能,例如相位差的平均值、最大值和最小值等。
这些功能可以帮助我们更详细地分析信号的相位差特性。
在使用示波器测量相位差时,还需要注意一些常见的问题。
首先,确保信号源的频率和幅度稳定,以避免测量误差。
实验 三 示波器的双踪显示 李萨如图测频率和相位
![实验 三 示波器的双踪显示 李萨如图测频率和相位](https://img.taocdn.com/s3/m/cc27aa39eff9aef8941e064a.png)
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?
其中,x为椭圆于x轴交点到原点的距离, x0为最大的水平距离。
几种常用的李萨如图形
0°
fy 1 fx
fy 2 fx 1 fy 3 fx 1
fy 3 fx 2
45 °
90 °
13 5°
18 0°
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)
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。
U y
UyБайду номын сангаас
0,4
1
0 12 34 t
0,2 ,4
3 0 1 23 4 t
1
3
0
U
1
X
2
3 4
t
(a)
2
0
1
Ux
2
3 4
t
(b)
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。
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
简述示波器实验中的相位差测量公式
![简述示波器实验中的相位差测量公式](https://img.taocdn.com/s3/m/e3422b4eac02de80d4d8d15abe23482fb4da0276.png)
简述示波器实验中的相位差测量公式示波器是一种用途较广的测量仪器,它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,以供人们分析研究。
示波器除了可以直接观测电压随时间变化的波形外,还可以测量频率、相位差等。
对于相位差测量,在教学中我们发现,虽然学生根据实验操作步骤能较快地测出两个正弦信号之间的相位差,但是对其原理的理解还不是很清楚。
这说明教师在注重培养学生动手能力的同时,忽视了该实验的理论基础。
所以,有必要对相位差测量公式做一点简单的讨论。
实验时,把两个同频率的正弦信号u1和u2同时送入双踪示波器的CH1和CH2两个通道,调节示波器上的相关按钮和旋钮,使这两个正弦信号同时显示在显示屏上,如图1所示。
令u1为参考信号,u2为延迟信号。
测量时,根据两个波形在水平方向某两点的距离可以计算出相位差△φ[1-3]:△φ=2π×■(1)(1)式中,测量点的水平距离指的是两个正弦信号之间的水平间距。
根据图1可知,|AB|为两个正弦信号之间的水平间距,|AC|为一个周期的水平间距。
所以,相位差测量公式可化为[2]:△φ=2π×■(2)图1 两信号相位差测量示意图设两正弦信号方程分别为:u1=Asin(ωt1+φ1)(3a)u2=Asin(ωt2+φ2)(3b)对方程(3a),可将其化为如下形式:u1=Asinω(t1+■)(4)其中,■具有时间的量纲。
所以,t1+■可用时间T1来表示,则:u1=AsinωT1 (5)同理,延迟信号方程可化为:u2=AsinωT2 (6)根据方程(5)和(6),可以知道两信号之间的相位差△φ为:△φ=ωT2-ωT1=ω△T (7)△T为两个正弦信号之间的时间差。
又知道正弦波圆频率ω和周期T之间存在如下关系:ω=■(8)所以方程(7)可进一步化为:△φ=2π■(9)对于信号的周期和信号上任意两点间的时间参数,用示波器显示屏上水平方向上所占的格数乘以扫描时间系数来表示。
所以△T对应两正弦信号之间的水平间距(测量点的水平距离)乘以扫描时间系数,而周期T则对应一个周期的水平距离乘以扫描时间系数。
示波器的基本测量方法
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示波器的基本测量方法
示波器是一种重要的电子测试设备,广泛应用于电子电路的设计、调试和维护中,可
以用来测量和观测电信号的各种参数,如幅值、频率、相位、周期、脉冲宽度等。
下面将
介绍示波器的基本测量方法。
1. 测量信号的幅值:
在使用示波器测量信号的幅值时,需要先选择合适的电压量程,一般选择电压量程的
上限大于被测信号的幅值。
同时,还要选择合适的触发模式,确保示波器能够稳定地显示
被测信号。
在测量信号的频率时,可以利用示波器的“触发源”功能,设置一个合适的触发电平,并选择“触发模式”为“自动”或“单次”,然后调节横向扫描速度,使示波器能够捕捉
到至少一个完整的周期。
此时,测量得到的横向时间就是信号的周期,频率可以通过反向
计算得到。
示波器可以通过在波形上设置两个垂直参考线,来测量信号的相位差。
首先,在波形
上选择一个参考点,然后设置一个垂直的参考线与该参考点相交,并记录下该参考线的位置。
接着,将示波器的触发模式设置为“一次”,并将触发点移动到另一个波形的相同参
考点处,并再次设置一个垂直参考线。
此时,两个参考线的相对位置就代表了两个波形的
相位差。
示波器可以直接显示信号的周期,只需要在测量信号频率的基础上,将测量得到的横
向时间乘以相应的系数即可。
5. 测量脉冲宽度:
总之,使用示波器进行测量时,需要根据被测信号的性质和要求,选择合适的参数和
功能,确保测量结果的准确性和可靠性。
因此,对示波器的操作和调试,对电子电路的设计、调试和维护都非常重要。
Multisim仿真软件的相位差测量方法
![Multisim仿真软件的相位差测量方法](https://img.taocdn.com/s3/m/70aec1fd8ad63186bceb19e8b8f67c1cfad6eef5.png)
Multisim仿真软件的相位差测量方法Multisim是一款功能强大的仿真软件。
它拥有丰富的工具和模块,能够实现各种电路的设计、仿真和分析。
其中,相位差测量是电子工程中常用的一种测试方法,也是Multisim中的一项基础功能。
本文将介绍Multisim如何进行相位差测量。
一、相位差的概念和测量相位差是指两个信号之间的时间延迟。
在电子工程中,相位差常用于比较两个信号的相对时间位置,用来判断是否符合预期的设计要求。
如果相位差符合预期,那么电路就可以正常工作,如果相位差不正确,则可能会导致电路出现故障或者严重失效。
在Multisim中,相位差是指两个信号的相对相位差,通常用角度(degree)或者弧度(radian)表示。
相位差可以通过两个信号在时间轴上的差值来计算。
如果两个信号的周期相同,则相位差可以用信号的相位角(phase angle)来表示。
相位差的表示方法有很多种,下面是一些常用的表示方法:1. 角度表示:相位差可以用角度表示,通常用degree表示,一个周期为360度。
2. 弧度表示:相位差可以用弧度表示,通常用radian表示,一个周期为2π(约等于6.28)。
3. 周期表示:相位差可以用周期表示,用一个信号的周期表示另一个信号的相位延迟,通常用T表示。
4. 时差表示:相位差可以用时差表示,即两个信号之间的时间差,通常用t表示。
二、Multisim中的相位差测量方法Multisim中提供了多种方法来测量相位差,下面是一些常用的方法:1. 用示波器测量相位差示波器是电子工程中经常用来测量信号的一种仪器。
在Multisim中,示波器也可以用来测量相位差。
首先,需要将两个信号分别输出到示波器中。
然后,可以使用示波器中的相位差测量功能来计算相位差。
具体步骤如下:1. 将示波器拖入工作区,并将两个信号线分别连接到示波器上。
2. 点击示波器,进入示波器的设置界面。
3. 在设置界面中,可以选择要测量的信号,以及相位差计算的方式。
使用示波器测量信号相位差
![使用示波器测量信号相位差](https://img.taocdn.com/s3/m/1f95db3158f5f61fb6366670.png)
1前言我们知道可以使用幅度和相位来描述所有周期性信号,对工程师来说信号通过电路网络时,信号相位的变化是最为关注的,目前的数字示波器提供了测量相位变化的功能。
在数字示波器的测量中,周期性波形的相位描述了某个时间点的特定位置,图1标出了一些重要的相位点:最大幅度、最小幅度以及正向和负向过零点;另外,波形的相位是周期性的,波形的完整周期被定义为具有360°或2π弧度的相位。
相位差或相位角的概念:它是两个相位点之间的相位差,是指在具有相同频率的两个不同波形上的差。
通常我们对信号通过电路、线缆、连接器或PCB 之前和之后的相位差感兴趣,基本表现:一是具有超前相位的波形具有比其相对波形更早出现的特定相位点,例如当信号通过一个电容时就是这种情况(输出电流将比输出电压超前90°);二是相反,具有滞后相位的波形具有比相对波形更晚出现的相位点,如果两个信号的相位相差180°,则说两个信号相反,相位相差±90°的信号是相位正交的。
2使用时间延迟测量相位差其是通过找到两个波形之间的时间延迟及其周期,可以在示波器上测量相位差,且可以使用示波器的光标完成此操作。
如图2所示,其中相对光标测量两个10MHz 正弦波的最大值之间的时间差,屏幕右下角的光标时间读数显示延迟为10ns ,也可以使用光标测量周期,相位差(以度为单位)可使用以下公式确定:Φ=td/tp ×360=10ns/100ns ×360°=36°其中:td是波形之间的延迟,tp 是波形的周期。
这种技术是延续于模拟示波器,也适用于数字示波器(DSO ),但测量精度非常依赖于光标的手动放置。
使用示波器测量信号相位差美国力科公司供稿图1周期性正弦波上的重要相位点是峰值和过零点图2使用示波器光标测量两个波形上相同相位点之间的时间延迟3使用相位测量参数测量相位差DSO 通过直接提供相位测量参数来简化相位测量,即基于测量波形的延迟和周期,可以设置每个波形的测量阈值和边沿极性;其中,相位测量与前一部分中使用的方法相同,应用插值以确保测量的相位点的准确定位。
示波器的使用及测量相位差
![示波器的使用及测量相位差](https://img.taocdn.com/s3/m/f6eb95f64128915f804d2b160b4e767f5bcf8054.png)
示波器的使用及测量相位差示波器是一种测量电信号的仪器,它能够显示电信号的波形,并且可以测量波形的各种参数,如电压、频率、相位差等。
示波器广泛应用于电子、通讯、机电等领域,具有非常重要的作用。
使用示波器测量相位差是示波器非常重要的一个功能。
相位差是指两个信号之间的时间差或相位角度差。
在电子、通讯等领域,常常需要测量不同信号之间的相位差,以控制信号的相位和同步性。
下面我们就来介绍一下如何使用示波器测量相位差。
首先,我们需要准备一个示波器。
示波器分为模拟示波器和数字示波器两种类型。
模拟示波器通常使用示波管显示波形,数字示波器则使用液晶屏幕显示。
数字示波器的优点是精度更高、功能更多,可以对测量结果进行数字处理等。
接下来我们需要连接测试电路,将需要测量相位差的两个信号连接到示波器上。
示波器的输入通道通常有两个或四个,我们可以选择对应的通道进行连接。
需要注意的是,连接测试电路时一定要注意电路的安全,避免电路短路或者其他故障。
连接好测试电路后,我们需要调节示波器的设置。
首先是时间轴的设置,需要根据信号频率和周期来调整时间基准,以便观察到完整的波形。
其次是电压范围的设置,需要根据信号的幅值来调整电压范围,以确保波形能够在屏幕上完整显示。
最后是观察方式的设置,示波器有点状观察、延迟观察、矢量观察等多种方式,我们需要根据需要选择对应的观察方式。
设置好示波器后,我们可以开始测量相位差了。
示波器通常有多种测量功能,包括电压、频率、相位差等。
我们需要选择相位差测量功能,并设置好对应的通道、时间基准和观察方式等参数。
然后我们可以观察到两个信号之间的相位差,示波器通常会显示出相位差的数值。
需要注意的是,示波器测量相位差时,要确保测试电路中的两个信号是同步的,即它们必须具有相同的频率和相位。
否则,测量出来的相位差是不准确的。
总之,示波器是一种非常重要的测量仪器,它可以帮助我们观察电信号的波形,并测量各种参数,包括相位差。
使用示波器测量相位差需要注意电路安全、正确设置示波器参数等问题,只有正确使用示波器才能得到准确的测量结果。
示波器的使用实验报告
![示波器的使用实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/f5ef70134531b90d6c85ec3a87c24028915f85a9.png)
专业:应用物理题目:示波器的使用[实验目的](1)了解示波器的结构和工作原理。
(2)熟练掌握示波器的基本操作。
(3)学会用示波器测量电压、频率和相位差的方法。
(4)学会周期信号的频谱分析。
(5)观察李萨如图形、拍现象,加深对振动合成的理解。
[实验仪器]TBS1102B-EDU 型数字存储示波器,TFG6920A 型函数/任意波形发生器。
[实验原理]1.数字示波器(1)触发控制(触发器)1)边沿触发:在达到触发电平(阈值)时,输入信号的上升边沿或下降边沿触发示波器,也是示波器默认触发方式。
2)预/后触发:事件发生在显示屏中心触发位置前/后。
3)视频触发:一般由视频信号的场或线触发示波器.4)脉冲宽度触发:一般由异常脉冲触发示波器。
5)触发频率:示波器计算可触发事件发生的速率以确定触发频率并在屏幕的右下角显示该频率。
(2)垂直控制(增益和位置):将波形进行缩放和上下移动。
(3)采集数据(模式和时基):通过在不连续点处采集输入信号的值来数字化波形。
1)采样模式:等间隔采集2500点,以水平刻度设置进行显示。
2)峰值检测模式:采集间隔1250,每个间隔取最大值和最小值点,以水平刻度设置进行显示。
多用于检测窄至10ns的毛刺并减少假波现象的概率。
取样速率够快时无需采用峰值检测。
3)平均值模式:将大量波形进行平均,减少信号中的随机噪声。
4)扫描模式:连续监视变换缓慢的信号。
(4)时域假波现象:如果示波器对信号进行采样时不够快,采样率小于1/2信号带宽,违反奈奎斯特抽样定律,从而无法建立精确的波形记录时,就会有假波现象。
判断方法:1.旋转“水平标度”旋钮更改水平刻度,波形剧烈变化。
2.使用“峰值检测”检测速度更快的信号,波形剧烈变化。
3.触发频率大于信息显示速度4.正观察的信号也是触发源时,使用刻度或光标来估计所显示波形的频率与显示屏右下角的“触发频率”读数相比相差很大(5)带宽对波形影响:频率超过带宽,检测精度会下降2.交变信号参数测量交变信号:正弦波:交变信号最简单形式参数:周期T、有效值VRMS 、零-峰值VOP、峰-峰值VPP 、平均值VAVG 方波:只有高低两电平参数:脉冲上升/下降时间、脉冲宽度、电压、占空比(在一个频率周期内高电平所占的时间百分数)三角波:电压逐渐增大突然降到零(1)刻度法:显示屏上相关距离x相关标度(2)光标法;读取光标读数(3)自动测量法:Measure菜单自动完成测量。
示波器的使用及测量相位差
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示波器的使用及测量相位差摘要:示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号输入和放大系统、同步系统以及电源五部分组成。
用示波器可以观察电信号波形以及测量电压、频率和相位差等。
本文就是主要介绍如何利用示波器测量两个正弦电压的相位差,主要采用李萨如图形法和双踪法。
关键词:示波器 测量 相位差 李萨如图法 双踪法 实验目的:1. 了解示波器的结构和原理。
2.掌握示波器各旋钮、按钮、按键的作用和使用方法。
3.学会用示波器采用李萨如图法和示踪法测量相位差。
4. 能对实验结果进行分析,比较各种测量方法的优缺点,对实验数据进行不确定度处理,写出合格的实验报告。
实验原理:示波器的工作原理:示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号输入和放大系统、同步系统以及电源五部分组成。
示波器内有电子枪,电子枪发射电子束经Y 轴偏转板或X 轴偏转板会发生偏转,从而打在荧屏上。
人们可以根据显示在荧屏上波的形状、幅度来判断信号源的电压、频率等的大小。
用示波器测量相位差的原理:(1)用李萨如图法测量。
使示波器工作在X-Y 方式,分别把两个信号输入到X 偏转板和Y 偏转板,然后移相,则得到如图所示的李萨如图(1).从示波器屏幕上读出A 和B 的值(格数),则信号的相位差为(2)双踪法。
使示波器工作在扫描工作方式,选择交替显示,调节两条扫描线重合。
把两待测信号通过示波器的两个输入通道输入,得到如上图(2)图所示,读出一个信号周期T 所占的格数n(T)及t ∆的对应格数n(t ∆),则相位差2()()n t n T πϕ∆=实验内容与步骤:(一)测量正弦电压的电压和频率、周期(1)首先将示波器的各个旋钮的功能和用法弄清楚。
(2)第二,将示波器的各个旋钮调到实验所需的正常状态,然后使之处于工作状态。
(3)第三,用信号发生器作为信号源,调节输出电压峰峰值为2V,频率为10kHZ,其输出信号接在CH1信号输入端上。
(4)调节扫描时间旋钮和CH1的信号输入衰减值,正确选择同步信号,是得到清晰、稳定的正弦波形。
示波器测量相位差
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在电路测试实验中,相位差测量(简称相位测量)的应用很广泛。
例如测量各种滤波器移相器和放大器等双口网络的频率特性时,就需要对它们的输入信号与输出信号之间的相位差进行测量,也就是测量不同频率的正弦信号在通过双口网络时所产生的相位移。
用示波器来进行相位差的测量,能测量的最小相角可达5-10度。
双踪示波器测量相位差时,可采用直接显示波形的方法。
设有两个频率的正弦信号电压
U1=Vm1sin(ωt+φ1)
U2 =Vm2sin(ωt+φ2)
它们之间的相位差为Δφ=(ωt+φ1)-(ωt+φ2)=φ1-φ2 上式中φ1为电压U1的初相,φ2为电压U2的初相,由上式可知,两个同频率的正弦电压的相位差与时间无关。
将这两个被测的正弦信号分别输入到双踪示波器的CHA和CHB两通道内,如图C 所示,此时示波器X轴的线性锯齿波电压同时对两个被测信号进行扫描,调节两条扫描线(即时基线)使之重合,于是在示波器的荧光屏上就可以同时显示出两个信号的波形,如图 D所示。
根据荧光屏上显示的U1和U2两个信号的波形,量出它们的一个周期在示波器时间基线上所占的格数(所对应的相位为360度)和两个波形相位点在时间基线上间距的格数m,从而求得相位差
Δφ=(n/m)*360度
为了读数和计算方便,测量时可以适当调节示波器面板上的相关旋钮,使荧光屏上显示的信号的一个周期恰好为X轴上坐标刻度的九格(或八格),这样X轴上的刻度值每格就代表360度/9=40度(360度/8=45度)。
示波器测量频率的两种方法
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示波器测量频率的两种方法通过了解之前的介绍,朋友们可以了解到示波器测量电压、时间、相位等物理量的方法,那么大家是否了解示波器测量频率的方法呢?为了让大家对示波器有一个更加深入的了解,下面中国传感器交易网的专家来给大家介绍一下示波器的两种测量频率的方法。
1.周期法对于任何周期信号,可用前述的时间间隔的测量方法,先测定其每个周期的时间T,再用下式求出频率f:f=1/T例如示波器上显示的被测波形,一周期为8div,“t/div”开关置“1μs”位置,其“微调”置“校准”位置。
则其周期和频率计算如下:T=1us/div×8div=8usf=1/8us=125kHz所以,被测波形的频率为125kHz。
2.李萨育图形法测频率将示波器置X-Y工作方式,被测信号输入Y轴,标准频率信号输入“X外接”,慢慢改变标准频率,使这两个信号频率成整数倍时,例如fx:fy=1:2,则在荧光屏上会形成稳定的李沙育图形。
李萨如图的形状不但与两个偏转电压的相位有关,而且与两个偏转电压的频率也有关。
用描迹法可以画出ux与uy的各种频率比、不同相位差时的李沙育图形。
利用李萨如图形与频率的关系,可进行准确的频率比较来测定被测信号的频率。
其方法是分别通过李萨如图形引水平线和垂直线,所引的水平线垂直线不要通过图形的交叉点或与其相切。
若水平线与图形的交点数为m,垂直线与图形的交点数n,则fy/fx=m/n当标准频率fx(或fy)为已知时,由上式可以求出被测信号频率fy(或fx)。
显然,在实际测试工作中,用李沙育图形进行频率测试时,为了使测试简便正确,在条件许可的情况下,通常尽可能调节已知频率信号的频率,使荧光屏上显示的图形为圆或椭圆。
这时被测信号频率等于已知信号频率。
由于加到示波器上的两个电压相位不同,荧光屏上图形会有不同的形状,但这对确定未知频率并无影响。
李萨如图法测量频率是相当准确的,但操作较费时。
同时,它只适用于测量频率较低的信号。
示波器的使用数据计算公式
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示波器的使用数据计算公式引言。
示波器是一种用于观察电信号波形的仪器,它可以将电信号转换成图形显示出来,帮助工程师们分析和测量电路中的各种信号。
在使用示波器时,我们需要了解一些基本的数据计算公式,以便正确地分析和处理测量到的波形数据。
本文将介绍一些示波器的使用数据计算公式,帮助读者更好地理解示波器的原理和使用方法。
一、频率计算公式。
在示波器中,频率是一个非常重要的参数,它可以告诉我们信号波形的周期性和频率特性。
频率的计算公式如下:f=1/T。
其中,f表示频率,单位为赫兹(Hz);T表示周期,单位为秒(s)。
通过测量信号的周期T,我们可以利用上述公式计算出信号的频率f。
例如,如果我们测得一个信号的周期为0.01秒,则该信号的频率为1/0.01=100Hz。
二、峰值计算公式。
峰值是指信号波形的最大振幅,它可以告诉我们信号的最大电压或电流值。
在示波器中,我们可以通过以下公式计算信号的峰值:Vp=Vmax。
其中,Vp表示峰值,单位为伏特(V);Vmax表示信号波形的最大振幅。
通过测量信号波形的最大振幅Vmax,我们可以得到信号的峰值Vp。
例如,如果我们测得一个信号的最大振幅为5V,则该信号的峰值为5V。
三、均方根值计算公式。
均方根值是指信号波形的有效值,它可以告诉我们信号的有效电压或电流值。
在示波器中,我们可以通过以下公式计算信号的均方根值:Vrms=√(1/T∫[0,T]v(t)^2dt)。
其中,Vrms表示均方根值,单位为伏特(V);v(t)表示信号波形随时间变化的函数。
通过对信号波形的每个采样点进行平方运算,并求平均值后再开方,我们可以得到信号的均方根值Vrms。
例如,如果我们对一个信号进行采样得到一组电压值{1V, 2V, 3V},则可以按上述公式计算出该信号的均方根值。
四、相位差计算公式。
相位差是指两个信号波形之间的时间差或相位角度差,它可以告诉我们两个信号之间的相位关系。
在示波器中,我们可以通过以下公式计算信号之间的相位差:Φ=360×(Δt/T)。
用示波器测量相位差的方法
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用示波器测量相位差的方法一、前言在电子技术领域中,相位差是非常重要的一个参数。
它可以用来描述两个信号之间的时间差,是许多电路和系统设计中必须考虑的因素。
而测量相位差的方法也是非常关键的,因为只有准确地测量了相位差,才能保证电路或系统的正常运行。
本文将介绍用示波器测量相位差的方法,包括仪器准备、接线方法、操作步骤等方面。
二、仪器准备1. 示波器:必须具有双通道功能,并且能够显示两个信号波形。
2. 信号源:提供两个相位不同但频率相同的信号。
信号源可以是任何可以输出正弦波或方波的设备,如函数发生器、信号发生器等。
3. 接线:需要一些连接线和探头来连接示波器和信号源。
三、接线方法1. 将示波器通道1和通道2分别与信号源输出端口连接。
通常情况下,通道1连接到主要信号源输出端口,而通道2连接到参考信号源输出端口。
2. 如果使用探头,则将探头插入示波器输入端口,并将另一端连接到信号源输出端口。
3. 确保连接正确无误,并且所有设备都已打开和调整好参数。
四、操作步骤1. 打开示波器,并将它设置为双通道模式。
确保通道1和通道2均已启用,并且它们的垂直灵敏度和时间基准已经调整好。
2. 设置示波器触发模式为“内部触发”,并选择一个适当的触发电平。
3. 调整信号源,使其产生两个相位不同但频率相同的信号。
可以使用正弦波或方波信号,但必须确保两个信号具有相同的频率。
4. 将通道1和通道2分别与两个信号源连接。
如果使用探头,则将其插入示波器输入端口,并将另一端连接到信号源输出端口。
5. 调整示波器水平扫描控制,使得两个信号在屏幕上能够清晰地显示出来,并且它们之间的时间差可以直观地看出来。
6. 测量相位差:在示波器屏幕上选择一个参考位置,如正弦波或方波的峰值位置。
然后测量第二个信号与参考位置之间的时间差。
这个时间差就是两个信号之间的相位差。
7. 重复以上步骤,直到得到准确的相位差测量结果。
五、注意事项1. 在进行测量时,必须确保两个信号具有相同的频率。
中国海洋大学示波器实验报告
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中国海洋大学示波器实验报告实验目的与要求:(1)了解示波器的工作原理(2)学习使用示波器观察各种信号波形(3)用示波器测量信号的电压、频率和相位差、主要仪器设备:yb4320g 双踪示波器,ee1641b型函数信号发生器实验原理和内容:示波器基本结构、示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成,其中示波管是核心部分。
示波管的基本结构如下图所示,主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成,由外部玻璃外壳密封在真空环境中。
电子枪的作用是释放并加速电子束。
其中第一阳极称为聚焦阳极,第二阳极称为加速阳极。
通过调节两者的共同作用,可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。
偏转系统由x、y两对偏转板组成,通过在板上加电压来使电子束偏转,从而对应地改变屏上亮点的位置。
荧光屏上涂有荧光粉,电子打上去时能够发光形成光斑。
不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。
放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放,使其幅度适合于观测。
扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示),使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动,这一过程称为扫描。
扫描开始的时间由触发系统控制。
示波器的显示波形的原理如果只在竖直偏转板加上交变电压而x偏转板上五点也是,电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线,如左图所示:如果在y偏转板和x偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压,电子受水平竖直两个方向的合理作用下,进行正弦震荡和水平扫描的合成运动,在两电压周期相等时,荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形,显像原理如右图所示:扫描同步为了完整地显示外界输入信号的周期波形,需要调节扫描周期使其与界信号周期相同或成合适的关系。
当某些因素改变致使周期发生变化时,使用扫描同步功能,能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化,从而稳定地显示波形。
步骤与操作方法:1.示波器测量信号的电压和频率对于一个稳定显示的正弦电压波形,电压和频率可以由以下方法读出up?p?a?h,f?(b?l)?1其中a为垂直偏转因数(电压偏转因数)(从示波器面板的衰减器开关上可以直接读出)单位为v/div或mv/div;h为输入信号的峰-峰高度,单位div;b为扫描时间系数,从主扫描时间系数选择开关上可以直接读出,单位s/div、ms/div或μs/div;l为输入信号的单个周期宽度,单位div。
示波器的相位测量和频率测算技巧
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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。
示波器的原理与使用_实验报告
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大连理工大学大学物理实验报告姓名童凌炜学号200767025 实验台号实验时间2008 年11 月18 日,第13周,星期二第5-6 节实验名称示波器的原理与使用教师评语实验目的与要求:(1)了解示波器的工作原理(2)学习使用示波器观察各种信号波形(3)用示波器测量信号的电压、频率和相位差主要仪器设备:YB4320G 双踪示波器,EE1641B型函数信号发生器实验原理和内容:1.示波器基本结构示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成,其中示波管是核心部分。
示波管的基本结构如下图所示,主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成,由外部玻璃外壳密封在真空环境中。
电子枪的作用是释放并加速电子束。
其中第一阳极称为聚焦阳极,第二阳极称为加速阳极。
通过调节两者的共同作用,可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。
偏转系统由X、Y两对偏转板组成,通过在板上加电压来使电子束偏转,从而对应地改变屏上亮点的位置。
荧光屏上涂有荧光粉,电子打上去时能够发光形成光斑。
不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。
放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放,使其幅度适合于观测。
扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示),使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动,这一过程称为扫描。
扫描开始的时间由触发系统控制。
2.示波器的显示波形的原理如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也是,电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线,如左图所示:如果在Y 偏转板和X 偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压, 电子受水平竖直两个方向的合理作用下, 进行正弦震荡和水平扫描的合成运动, 在两电压周期相等时, 荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形, 显像原理如右图所示:3. 扫描同步为了完整地显示外界输入信号的周期波形, 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。
当某些因素改变致使周期发生变化时,使用扫描同步功能, 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化, 从而稳定地显示波形。
示波器测信号的周期和频率实验报告
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示波器的使用1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理,熟悉各个旋钮的作用和使用方法。
2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法;了解用示波器测量相位差的方法。
3、掌握观察李萨如图形的方法,并能用李萨如图形测量未知正弦信号的频率;能用示波器观察“拍”现象。
1、通用双通道示波器的结构,面板旋钮的作用和使用方法;2、通用双通道示波器的工作原理,李萨如图形测量未知正弦信号频率的原理,观察“拍”现象的原理。
一、前言示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器,主要用于观察电信号随时间变化的波形,定量测量波形的幅度、周期、频率、相位等参数。
一般的电学量(如电流、电功率、阻抗等)和可转化为电学量的非电学量(如温度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率)以及它们随时间变化的规律都可以用示波器来观测。
由于电子的惯性很小,电子射线示波器一般可在很高的频率范围内工作。
采用高增益放大器的示波器可以观察微弱的信号;具有多通道的示波器,则可以同时观察几个信号,并比较它们之间的相应关系(如时间差或相位差),是目前科学实验、科研生产常用的电子仪器。
二、实验仪器通用双通道示波器,函数信号发生器、同轴电缆等。
三、实验原理1、仪器工作原理(1)通用双通道示波器的介绍主要结构:示波管、电子放大系统、扫描触发系统、电源工作原理: (a )示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡,被抽成高真空,内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板,喇叭口的球面内壁上涂有荧光物质,构成荧光屏。
下图是示波管的构造图。
电子枪由灯丝F 、阴极K 、栅极G 以及一组阳极A 所组成。
灯丝通电后炽热,使阴极发热而发射电子。
由于阳极电位高于阴极,所以电子被阳极电压加速。
当高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光,在屏上就能看到一个亮点。
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用示波器测量相位差及频率
示波器具有直接观察电信号的波形及测定信号的幅度、周期、频率、相位差等功能。
本实验通过DF4328双通道示波器,低频信号发生器,待测频率信号源,RC 电路板,观察两个相互垂直的同频率及不同频率的简谐振动的合成,学习如何应用李萨如图形及其它方法测量相位差及频率
1。
.观察两个相互垂直同频率的电振动(用正弦电压表示)的合成轨迹.
将示波器接入一阻容电路,调节信号发生器的频率,可以观察到荧光屏上显示出近乎直线、椭圆及近乎正椭圆的图象
2.用李萨如图形测电路的相移ϕ
在求 两个相互垂直振动的相位差ϕ时,椭圆轨迹与X 轴相交的交点/a 、a ,椭圆在X 轴上的投影为A ,/a 、a 两点间距离为B ,存在:
B=2X =2X 0sin ϕ A =2 X 0
则有 ϕsin =A B 或 A
B arcsin =ϕ 实验时,只需测出A 、B 值,就可由上式计算出两振动的相位差ϕ。
3.用李萨如图形测频率
如果两个相互垂直的谐振动频率不同,但有简单的整数比关系,利用李萨如图形,可以由一已知频率求得另一振动的未知频率。
设Y 方向振动和X 方向振动的频率比为x y f f : ,则从李萨如图形可知合成轨迹与竖直线相切的切点数为ny ,与横直线相切的切点数为n X ,则Y 方向振动与X 方向振动的频率之比为:
ny nx f f X Y ::=
这样,只要知道一个频率,就可根据李萨如图形求出另一个频率。
此外还有倍频法测极小相位差,用插入法和立体李萨如法测频率等。