オシロスコープの位相測定とは

オシロスコープの位相測定とは

オシロスコープを使用して 2 つの正弦波電圧間の位相差を測定することは、実用上重要です。カウンタは周波数と時間を測定できますが、正弦波電圧間の位相関係を直接測定することはできません。オシロスコープを使用して位相を測定する方法は多数ありますが、以下は、一般的に使用されるいくつかの簡単な方法です。

1. ダブルトレース法
デュアル トレース法は、デュアル トレース オシロスコープを蛍光スクリーン上に表示し、2 つの測定電圧の波形を直接比較して、それらの位相関係を測定する方法です。測定では、位相が進んでいる信号を YB チャネルに、もう一方の信号を YA チャネルに入力します。YB トリガーを選択します。測定波形の 1 サイクルが水平スケールで正確に 8div を占めるように「t/div」スイッチを調整します。これにより、1 サイクル 360 度の位相角が 8 等分され、各 1div が 45 度に相当します。オーバーシュート波形と遅れ波形の差 T を水平軸で読み取り、次の式に従って位相差 φ を計算します。

φ=45 度 /div × T (div)

T == 1.5div の場合、φ=45 度 /div × 1.5div=67.5 度。

2. 位相測定のLi Shayuグラフィカル法
オシロスコープのX軸選択をX軸入力位置に置き、信号u1をオシロスコープのY軸入力に接続し、信号u2をオシロスコープのX軸入力に接続します。オシロスコープパネルの関連ノブを適切に調整して、蛍光スクリーンに適切なサイズの楕円が表示されます（特殊な場合は、正の円または対角線になる場合があります）。

ご覧のとおり、Y軸偏向板上の信号u1はX軸偏向板上の信号u2の1/8周期に進み、u2の初期位相はゼロ、つまりφ2=0に設定されているため、u2がゼロのとき、u1はより大きな値になります。図の「0」点のようになります。このとき、蛍光スクリーン上の光点もそれに応じて「0」点にあります。時間とともに、u1が上昇し、u2も上昇し、蛍光スクリーン上の光点は右上に移動します。1/8周期のとき、u1、u2は「1」点に達し、このとき、u1は最大値に達し、u2はより大きな値になり、蛍光スクリーンは対応する光点「1」に位置します。これが続くと、蛍光スクリーン上の光点は時計回りに回転する楕円を描きます。 u1がu2より遅れると、反時計回りに回転する楕円が形成されます。もちろん、これは信号周波数が非常に低い場合（数ヘルツなど）にのみ発生し、蛍光スクリーンの短い残光では、蛍光スクリーン上の光の点が時計回りまたは反時計回りに回転する現象が明確に見られます。上記のように、楕円の形状は、2つの正弦波信号電圧u1、u2の位相差が異なっていることがわかります。したがって、楕円の形状に応じて、2つの正弦波信号間の位相差Δφを決定します。図5-13では、Aは楕円とY軸の交点の縦座標であり、Bは楕円の座標の最大値です。図から、Aはt=0でのu1に対応する瞬間電圧です。

A=μm1sinφ1

Bはu1に対応する振幅であり、すなわち

B=えーと1

したがって、A/B=(Um1sinφ1)/Um1=sinφ1

表現する。実際のテストでは、読みやすさのために、式に従って2A、2B（または2C、2D）と読むことが多い。

Δφ=アークサイン (2A/2B) または Δφ=アークサイン (2C/2D)

位相差を計算します。