西安安泰Agitek

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如何测量两路正弦信号相位差?

最近有客户向安泰测试(Agitek)咨询相位测试仪,可是市面上大多只是针对三相电力信号进行分析的专用设备,如何能更灵活的运用手边常用的工具对两路正弦信号进行相位差测试呢?

今天Agitek就带大家一起讨论一下:

方案一:频率计数器的相位差功能

202012140958518550.jpg

泰克FCA3000/ 3100 频率计数器

202012140959082674.jpg

是德53220A/53230A频率计数器

202012141000388044.jpg

罗德与施瓦茨 HM8123

功能简介

频率计数器是对频率, 周期, 比率, 时间间隔, 时间间隔误差, 脉宽,上升时间/ 下降时间, 相角, 占空比, 最大电压, 最小电压, 峰峰值电压进行测量的仪器,通过Phase A to B, B to A 功能对两路固定相位差的正弦或方波信号进行相位差测量。

频率计数器一般具备0.001°相位分辨率,通过平均(统计)可以改善分辨率。

设置方法

1、两路输入阻抗匹配选择50Ω,阈值电平设置50%或者设置为实际信号幅值的一半;

2、高频信号选择AC档(只通过直流),低频选择DC档(交直流通过)

3、选择Phase测量功能,进行测试。

以是德53220A示例

202012141000556898.jpg

设置界面

202012141001054711.jpg

数据统计功能

方案二:示波器的李沙育图形做相位差分析

功能简介

利用示波器显示XY模式,将两个输入通道从电压-时间显示转化为电压-电压显示,通过李沙育(Lissajous)法可方便的测量相同频率的两个信号之间的相位差。下图给出了相位差的测量原理图。

202012141001172843.jpg

根据sinθ=A/B或C/D,其中θ为通道间的相差角,A、B、C、D的定义见上图。因此可以得出相差角,即:θ=±arcsin (A/B) 或±arcsin( C/D)

如果椭圆的主轴在I、III象限内,那么所求得的相位差角应在I、IV象限内,即在(0至π/2)或(3π/2至2π)内。如果椭圆的主轴在II、IV象限内,那么所求得的相位差角应在II、III象限内,即在(π/2至π)或(π至3π/2)内。

设置方法

1. 将一个正弦信号接入CH1,再将一个同频率、同幅度、相位差固定的正弦信号接入CH2。

2. 按 AUTO 键,然后将CH1和CH2通道的垂直位移调整为0 V。

3. 选择时基模式为XY模式后,按 X-Y 软键,选择“CH1-CH2”选项,旋转水平 SCALE,适当的调节采样率,可得到较好的李沙育图形,以便更好的观察和测量。

4. 调节CH1和CH2的垂直 SCALE使信号易于观察。此时,应得到下图所示的圆形。

5.通过相差角计算公式,测量对应的A/B/C/D值,进行θ角度计算,得出相位差。

示例

202012141001316064.jpg

同频率、同幅度、相位相差90°的正弦信号李沙育图形

方案三:示波器的相位差测量功能

功能简介

示波器自动测量功能中通常会提供两路信号的相位差测量

设置方法

源1 和源2,即测量设置菜单中的信源A 和信源B,可以是CH1-CH4 或D0-D15 中的

任一通道,请参考“测量设置”中的说明进行设置。

202012141001447538.jpg

1. 相位 1上升沿→2:根据“延迟 1上升沿→2”和源1 的周期计算出的相位差,以度表示,

计算公式如式(6-1)。

2. 相位 1下降沿→2:根据“延迟 1上升沿→2”和源1 的周期计算出的相位差,以度表示,相位的计算公式为:

Phase=Delay(源2延迟)/ Period(源1周期)×360°

示例

202012141002022802.jpg

相位差为90°的两路正弦型号示波器测量

      由此可以看出,两路正弦信号根据实际情况,可以选择多种仪器灵活处理,进行相位差测量。如需了解更多仪器相关知识,欢迎关注安泰测试网或者在线留言交流。




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