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
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
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
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
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
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
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。
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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。