如何用示波器测量电路中某处电压与电流的相位差？
使用示波器测量电路中某处电压与电流的相位差，可以通过以下步骤实现：
1. 准备和连接
所需设备
· 示波器（双通道）
· 电流探头（或电阻分压器用于间接测量电流）
· 电压探头
连接探头到待测信号
· 电压探头：将电压探头连接到测量点的电压信号。确保接地夹子连接到电路的公共地。
· 电流探头：将电流探头夹在待测电流流过的导线上。如果没有电流探头，可以使用一个已知小阻值的电阻串联在电路中，通过测量电阻两端的电压来间接获取电流。
2. 启用和配置通道
启用通道
· 启用CH1：按下“CH1”按钮以激活第一个通道，用于测量电压。
· 启用CH2：按下“CH2”按钮以激活第二个通道，用于测量电流。
调整耦合模式
· CH1耦合模式：设置为DC耦合（或者AC耦合，视需求而定）。
· CH2耦合模式：设置为DC耦合（或者AC耦合，视需求而定）。
垂直灵敏度（Volts/Div）调整
· 调整CH1：根据电压信号的幅度调整CH1的垂直灵敏度。
· 调整CH2：根据电流信号的幅度调整CH2的垂直灵敏度。如果使用电阻分压器间接测量电流，则根据电阻两端的电压调整垂直灵敏度。
垂直偏移调整
· CH1垂直偏移：调整CH1的垂直偏移，使电压信号在屏幕上居中。
· CH2垂直偏移：调整CH2的垂直偏移，使电流信号在屏幕上居中。
3. 配置时间基准（Time/Div）
时间基准调整
· 根据信号频率调整时间基准。例如，对于50Hz的工频信号，可以设置为5ms/Div。确保两个信号的周期均能清晰地显示在屏幕上。
4. 配置触发设置
触发源选择
· 选择触发源：通常选择CH1作为触发源。如果需要，也可以选择CH2或者外部触发源（EXT TRIG）。
触发模式
· 触发模式：选择边沿触发（Edge Trigger），一般选择上升沿（Rising Edge）。
触发电平
· 触发电平：将触发电平设置在电压信号的中间电平位置。
5. 测量相位差
使用光标工具
· 打开光标工具：在示波器的菜单中找到并启用光标工具。
· 选择时间光标：通常有两对光标，一对用于时间测量，另一对用于电压测量。选择时间光标。
· 设置光标位置：
· 将第一对光标分别放在电压信号的上升沿或零交叉点。
· 将第二对光标分别放在电流信号的相应点上（同一相位特征，如上升沿或零交叉点）。
记录时间差
· 示波器会自动显示光标之间的时间差Δt。这就是电压和电流在时域上的相位差。
计算相位差
· 使用公式计算相位差θ（以度为单位）： [ θ = Delta t/T*360° ] 其中，T是信号的周期。
示例操作步骤
假设要测量一个交流电路中的电压和电流的相位差，这里用两个正弦信号来表示：
1. 准备和连接
1. 连接信号：
· 将两个信号通过BNC线连接到示波器的通道1、通道2上。
2. 启用和配置通道
1. 启用通道
· 按下“CH1”按钮以启用第一个通道。
· 按下“CH2”按钮以启用第二个通道。
2. 调整耦合模式
· CH1和CH2都设置为DC耦合。
3. 调整垂直灵敏度
· CH1设置为适当的电流范围，这里设置5A/Div。
· CH2设置为适当的电压范围，这里设置200V/Div。
4. 调整垂直偏移
· 调整CH1和CH2的垂直偏移，使信号在屏幕上不重叠。
3. 配置时间基准
1. 时间基准：设置为200us/Div或更适当的值。
4. 配置触发设置
1. 触发源：选择CH1。
2. 触发模式：上升沿触发。
3. 触发电平：设置为电压信号的中间电平。
图为普源精电DHO4804数字示波器
5. 测量相位差
1. 捕捉信号：
· 观察示波器上的波形。
2. 使用光标工具：
· 打开光标工具。
· 选择时间光标。
· 设置光标位置：
· 一个光标放在电压信号的上升沿零交叉点。
· 另一个光标放在电流信号的相应点。
3. 记录时间差：
· 示波器显示的时间差Δt即为电压和电流的时间差。
4. 计算相位差：
· 周期( T = 1/f = 1/1000Hz = 1ms )。
· 相位差 ( θ = Delta t/T*360°=126/1000*360°=45.36° )。
总结
通过以上步骤，你可以使用示波器测量电路中某处电压与电流的相位差：
1. 连接探头：将电压和电流探头连接到测量点。
2. 启用和配置通道：确保正确的耦合模式、垂直灵敏度和垂直偏移设置。
3. 调整时间基准：根据信号频率合理设置时间基准。
4. 配置触发设置：选择合适的触发源、模式和电平。
5. 测量相位差：使用光标工具测量时间差，并通过公式计算相位差。
这些步骤能够帮助你准确地测量电压和电流之间的相位差，为各种电子工程和信号处理任务提供可靠支持。
