第六章相位差测量(精编).ppt

第六章　相位差测量 相位差测量是测量网络相频特性中必不可少的部分。怎样进行相位差测量呢？ 相位差的定义： 所谓相频特性即输入、输出信号间相位差随频率的变化关系，这往往是由于经过某网络器件而形成的，因此又称为该网络器件的相频特性。 §6.2　——用示波器测量相位差 A △T T B C D 相位差测量原理图 一、直接比较法 二、椭圆法　[相位差改变，李萨如图形（椭圆）的长、短轴也跟着改变] 李沙育图形（椭圆法） 分析： 　　椭圆法 上式有不便的地方…… 当相位差接近　(2n-1)×900　时，X0 靠近Xm ,Y0 靠近Ym ，难以读准，再加上此时X0 、Y0 对相位差很不敏感，测量误差将增大，实际中采用读长、短轴的方法计算相位差： 实际当中，还需要考虑：系统的固有相位差（如何产生的？）。 B为椭圆的短轴 A为椭圆的长轴 Y X 移相器 U1 U1 U2 右倾时φ＜900 A △T T B C D Im Io △T 介绍两种相位计： 1、模拟式相位计 2、数字式相位计 §6.3　将相位差转换为时间间隔进行测量（重点）1 2、数字式相位差计原理波形图 模拟式相位计实际测量的是长时间内相位差的平均值 数字式相位计（又称“瞬时”相位计）,其无法用于高频信号相位差测量。为什么？ 实际电路： 脉冲形成 脉冲形成 U1(t) U2(t) μA 双稳态触发器 脉冲形成 脉冲形成 U1(t) U2(t) 双稳态触发器 时间闸门 计数显示 控制电路 标频脉冲 n 平均值相位计的工作原理 脉冲形成 脉冲形成 U1(t) U2(t) 双稳态触发器 时间闸门1 计数显示 控制电路 标频脉冲 C 闸门脉冲 时间闸门2 B E D A △T …… …… Tm＝KT …… n n …… 设定为A 组 C B D E A T 这种方法测量的相位差实际上是被测信号K个周期内的平均相位差！有两大优点。 §6.4　将相位差转换为电压进行测量1 基本原理即利用非线性器件把相位转换为电压或电流的增量，然后用电表指示被测相位差。 一、差接式相位检波电路 关键是求出Uc1（即UAEm)；R3，C3组成低通滤波器，即得U0=U2mcos(φ) U0 电容放电 差接式相位检波电路 二、平衡式相位检波电路（利用二极管的伏安特性） 如何求出U0与Φ的关系？ §6.5　零示法测量相位差（常用在微波领域） u1 u02 + _ 零示器 可变　移相器 u1 u2 u01 + _ + _ 超前0~180o 0~－180o 零示法一般不用在高、低频范围内，因为在此范围内移相器不易于进行精密校正。而常用在微波领域。 相位检波器法测相位差可以用在低频领域： 优点是电路简单，可以直读。 缺点是由于需用到变压器耦合，测量频率范围也不能太低（低频时，变压器的体积将会相当大）。 指示电表刻度是非线性的，计数误差也较大。 §6.6　测量范围的扩展 前面所提的几种测量相位差的方法，在被测信号频率较高的情况下将无法使用。需用外差法扩展相位差测量频率范围。 本电路必须解决的问题： 用低频相位差计所测得的值就是被测高频信号的相位差！ 本章无作业！ * 如何进行转换呢？再看到用示波器法的原理分析 * 如何进行转换呢？再看到用示波器法的原理分析