用示波器如何测量信号的相位差？
使用示波器测量信号的相位差可以通过以下几种方法进行，最常见的方法包括时域法和X-Y模式法。下面是详细步骤：
方法一：时域法
步骤1：连接信号
- 将两个被测信号分别接入示波器的通道1（CH1）和通道2（CH2）。
步骤2：设置时间基准
- 调节示波器的时间基准（Time/Div），使得两个信号的一个周期或多个周期清晰显示在屏幕上。
步骤3：触发设置
- 选择合适的触发源，通常选用第一个信号作为触发源，使得波形稳定显示。
- 设置触发电平，使得波形从同一参考点（例如零交越点）开始。
步骤4：比较零交越点
- 在屏幕上观察两个信号的零交越点（正弦波穿过水平轴的点）。
- 使用光标或直接读取刻度，确定从第一个信号的零交越点到第二个信号的零交越点之间的时间差Δt。
步骤5：计算相位差
- 使用公式计算相位差：相位差 = Delta t/T*360°， 其中，T是信号的周期，通常可以通过反向计算频率 ( f ) 得到：T = 1/f
示例
假设两个10 kHz的正弦波信号，测得其零交越点之间的时间差为20微秒（μs）：
T = 1/10000= 100μs
相位差 = 20/100*360°= 72°
方法二：X-Y模式法
步骤1：连接信号
- 将两个被测信号分别接入示波器的通道1（CH1）和通道2（CH2）。
步骤2：进入X-Y模式
- 在示波器菜单中选择X-Y模式。在这种模式下，第一个信号（CH1）控制X轴，第二个信号（CH2）控制Y轴。
步骤3：观察李萨如图形
- 如果两个信号频率相同，会形成椭圆或斜直线。
步骤4：分析图形
- 如果图形是一条斜直线且倾斜45度（正斜率），相位差为0度。
- 如果是负斜率，则相位差为180度。
- 若为椭圆，通过计算椭圆长轴与短轴的角度，可以确定相位差。
示例
假设两个信号的频率均为1kHz，在X-Y模式下观察到一个斜直线。如果这条直线倾斜角度为45度，那么相位差为0度；如果是-45度，则相位差为180度。
这里我们用时域法对信号的相位差进行计算：
- 首先用信号发生器两个通道分别输出两个1KHz的正弦信号，设置好水平时基使我们能清楚看到两个信号的完整周期，触发信源为默认的通道1。
- 打开光标，将AX、BX两条线分别对应到两个通道的零交越点上，此时可以看到右侧光标测量数据的ΔX值126us。
图为普源精电DHO4804数字示波器
根据前面提到的公式，相位=ΔX/T*360°，可以得到结果为126us/1000us*360°=45.36°。
当然，示波器上也有自动测量功能，能够帮我们直接得到相位差，可以看到示波器上显示的结果为45.969°，这和我们的计算结果是一致的。
总结
- 时域法适用于精确测量信号的相位差，尤其是当信号的频率较低且易于观察零交越点时。
- X-Y模式法则适用于快速估算和直观观察信号相位关系，特别是频率较高的正弦波信号。
根据实际情况选择合适的方法，可以有效地测量信号的相位差。