如何使用普源示波器DHO4804測(cè)量相位差?
信號(hào)相位差
相位差的概念是指兩個(gè)交流信號(hào)在同一頻率下,波形之間的時(shí)間偏移(或角度偏移)。表達(dá)方式有兩種:
時(shí)間上的相位差:△t(兩個(gè)波形峰值、零點(diǎn)或特征點(diǎn)之間的時(shí)間差)
角度上的相位差:? = (△t / T) × 360°,其中T為信號(hào)周期。
示波器對(duì)信號(hào)相位差進(jìn)行測(cè)量同樣遵循以上兩個(gè)公式。基于兩個(gè)波形設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn),可以直接獲取到時(shí)間上的相位差。而若是需要角度的相位差,則還需要進(jìn)行信號(hào)周期進(jìn)行測(cè)量并比較。
注意事項(xiàng)
信號(hào)頻率一致性:兩個(gè)信號(hào)必須具備相同頻率,否則無法用上述方法準(zhǔn)確測(cè)量相位差。如果兩個(gè)被測(cè)信號(hào)頻率不相同,那么選擇不同周期進(jìn)行比較相位差都會(huì)不同,如此測(cè)量就沒有意義。
波形清晰度:確保信號(hào)波形足夠清晰,無噪聲干擾。
參考點(diǎn)選擇:選擇明確的參考點(diǎn)(如上升沿、下降沿、零交點(diǎn)等)以確保測(cè)量結(jié)果的一致性。不同標(biāo)準(zhǔn)的參考點(diǎn)同樣會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不正確。
而除了通過測(cè)量直接獲取兩信號(hào)之間的相位差外,還可以通過示波器的XY模式繪制兩路信號(hào)的李薩如圖形去反應(yīng)信號(hào)的相位及頻率關(guān)系。
示波器操作方法
進(jìn)行兩路信號(hào)相位差測(cè)量的第一步,需要讓兩個(gè)信號(hào)都能完整地顯示在屏幕上。然后,在測(cè)量功能中其他菜單中可以選擇兩個(gè)信號(hào)的相位信息測(cè)量。其中包括上升沿與上升沿的延時(shí)與相位,上升沿比下降沿的延時(shí)與相位,下降沿比上升沿的延時(shí)與相位,下降沿比下降沿的延時(shí)與相位8種測(cè)量模式。
接下來在測(cè)量設(shè)置中,需要對(duì)參考點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一。RIGOL DHO4804的相位測(cè)量是默認(rèn)使用中值進(jìn)行時(shí)間上的比較,且中值默認(rèn)值為50%。在修改參考點(diǎn)時(shí)需要對(duì)兩路信號(hào)同時(shí)進(jìn)行修改,否則就會(huì)如下圖所示,測(cè)量出現(xiàn)錯(cuò)誤。原信號(hào)為兩路相差90°的正弦波,在測(cè)量設(shè)置中只把通道一中值改成60%,測(cè)量值變成76.9°,誤差達(dá)到14,5%。
而與下圖對(duì)比可知,幅度參數(shù)并不會(huì)影響相位關(guān)系的測(cè)量。下圖通道一為5Vpp,1V偏移的正弦波,而通道二為2Vpp正弦波,測(cè)量結(jié)果為設(shè)置的90°。可以看出兩路信號(hào)的相位差不會(huì)受到幅度參數(shù)的影響,只受信號(hào)頻率與參考點(diǎn)影響。
在李薩如圖形中,當(dāng)兩路信號(hào)頻率相等時(shí),相位差越接近90度,其圖像越趨近標(biāo)準(zhǔn)圓。
兩路信號(hào)相位差為0
兩路信號(hào)相位差為90°
除此之外,李薩如圖形還可以通過形狀反映出兩路信號(hào)之間的頻率與相位關(guān)系
兩信號(hào)頻率2:3,相位差為0