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如何使用普源示波器DHO4804測量相位差?

發布日期:2025-08-28 14:31:04         瀏覽數:   

信號相位差

相位差的概念是指兩個交流信號在同一頻率下,波形之間的時間偏移(或角度偏移)。表達方式有兩種:
時間上的相位差:△t(兩個波形峰值、零點或特征點之間的時間差)
角度上的相位差:? = (△t / T) × 360°,其中T為信號周期。
示波器對信號相位差進行測量同樣遵循以上兩個公式。基于兩個波形設定的基準點,可以直接獲取到時間上的相位差。而若是需要角度的相位差,則還需要進行信號周期進行測量并比較。

注意事項
信號頻率一致性:兩個信號必須具備相同頻率,否則無法用上述方法準確測量相位差。如果兩個被測信號頻率不相同,那么選擇不同周期進行比較相位差都會不同,如此測量就沒有意義。
波形清晰度:確保信號波形足夠清晰,無噪聲干擾。
參考點選擇:選擇明確的參考點(如上升沿、下降沿、零交點等)以確保測量結果的一致性。不同標準的參考點同樣會導致測量結果不正確。
而除了通過測量直接獲取兩信號之間的相位差外,還可以通過示波器的XY模式繪制兩路信號的李薩如圖形去反應信號的相位及頻率關系。

示波器操作方法

進行兩路信號相位差測量的第一步,需要讓兩個信號都能完整地顯示在屏幕上。然后,在測量功能中其他菜單中可以選擇兩個信號的相位信息測量。其中包括上升沿與上升沿的延時與相位,上升沿比下降沿的延時與相位,下降沿比上升沿的延時與相位,下降沿比下降沿的延時與相位8種測量模式。

如何使用普源示波器DHO4804測量相位差?(圖1)

接下來在測量設置中,需要對參考點進行統一。RIGOL DHO4804的相位測量是默認使用中值進行時間上的比較,且中值默認值為50%。在修改參考點時需要對兩路信號同時進行修改,否則就會如下圖所示,測量出現錯誤。原信號為兩路相差90°的正弦波,在測量設置中只把通道一中值改成60%,測量值變成76.9°,誤差達到14,5%。

如何使用普源示波器DHO4804測量相位差?(圖2)

而與下圖對比可知,幅度參數并不會影響相位關系的測量。下圖通道一為5Vpp,1V偏移的正弦波,而通道二為2Vpp正弦波,測量結果為設置的90°。可以看出兩路信號的相位差不會受到幅度參數的影響,只受信號頻率與參考點影響。

如何使用普源示波器DHO4804測量相位差?(圖3)

在李薩如圖形中,當兩路信號頻率相等時,相位差越接近90度,其圖像越趨近標準圓。

如何使用普源示波器DHO4804測量相位差?(圖4)

兩路信號相位差為0

如何使用普源示波器DHO4804測量相位差?(圖5)

兩路信號相位差為90°

除此之外,李薩如圖形還可以通過形狀反映出兩路信號之間的頻率與相位關系

 

如何使用普源示波器DHO4804測量相位差?(圖6)

兩信號頻率2:3,相位差為0

如何使用普源示波器DHO4804測量相位差?(圖7)

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