اندازه گیری فرکانس و فاز با اسیلوسکوپ

در قسمت قبلی اندازه گیری ولتاژ با اسیلوسکوپ را توضیح دادیم . در این بخش قصد داریم دوره تناوب و فرکانس یک موج را با کمک اسیلوسکوپ به دست آوریم. برای اندازه گیری دوره تناوب برای یک موج ac باید ابتدا ولوم variable volt را در حالت cal قرار دهیم. حالا باید تعداد خانه های افقی را که موج ac شامل می شود را شمرده و در ضریب time div ضرب نماییم. به عنوان مثال حالتی را در نظر بگیرید که در آن ضریب time div برابر با 0.5 و variable volt نیز در حالت cal قرار داشته باشد. بنابراین اندازه گیری دوره تناوب و فرکانس شکل مورد نظر باید به شیوه زیر عمل کنیم.

فرکانس موج

هماطور که در شکل بالا مشاهده می کنيد تعداد خانه های افقی در بر گرفته شده توسط يک سيکل برابر با
٨ خانه می باشد . بنابراين زمان تناوب برابر است با :

T= 8 * 0.5 ms = 4 ms

اگر بخواهيم فرکانس يک سيگنال متناوب را بدست آوريم تنها کافی است عدد يک را بر زمان تناوب
آن سيگنال تقسيم کنيم . به عنوان مثال فرکانس موج سينوسی نمايش داده شده در شکل برابر
است با :

F = 1 /T = 1 / 4ms = 250 Hz

اندزه گيری اختلاف فاز :

همانطور که می دانید اسيلوسکوپ های دو کاناله می توانند همزمان دو شکل موج را روی نمایشگر نمايش دهند . این اسیلوسکوپ ها می توانند اختلاف فاز بين دو موج متناوب هم فرکانس را اندازه گیری کنند. به این منظور می توان از دو روش استفاده نمود.

در اولین روش ابتدا توسط کلید time/div و volt variable سعی می کنیم سیگنال ac خانه های زیادی را در بر بگیرد. در این حالت volt variable را از حالت cal خارج می کنیم. حالا باید 360 درجه را بر تعداد خانه هایی که در بر گرفته شده توسط يک سيکل تقسيم می کنيم تا مقدار اختلاف فاز به ازای هر خانه مشخص
شود . سپس تعداد خانه های قرار گرفته بين دو شکل موج در راستای افقی را در مقدار اختلاف فاز به ازای هر خانه ضرب می کنيم تا اختلاف فاز بين دو شکل موج بدست آيد . اختلاف فاز را با Φ نمايش می دهند . به عنوان مثال در شکل زیر اختلاف فاز بين دو شکل موج را به دست می آوریم.

اختلاف فاز

اختلاف فاز به ازای هر خانه برابر است با
Φ = 360 /8 = 45

Φ = 45 * 2 = 90

بنابراين اين دو شکل موج با يکديگر ٩٠ درجه اختلاف فاز دارند .
دومين روش برای اندازه گيری اختلاف فاز بين دو شکل موج ، استفاده از اشکال ليساژور است .
برای اين منظور اسيلوسکوپ را در حالت x-y قرار می دهیم و پس از اعمال شکل موج ها به کانال های x و y توسط کلید volt/div و volt variable هر کدام از کانال ها شکل موج ايجاد شده بر روی صفحه نمايش اسيلوسکوپ را طوری تنظيم می کنيم که تا حد امکان بزرگ و تماماً داخل صفحه نمايش اسيلوسکوپ باشد . در اين صورت يکی از پنج تصوير نشان داده شده درشکل زیر بر روی صفحه نمايش اسيلوسکوپ ظاهر می شود

در اين صورت يکی از پنج تصوير نشان داده شده در شکل بر روی صفحه نمايش اسيلوسکوپ ظاهر می شود

اختلاف فاز صفر

اختلاف فاز 0 تا 90
اختلاف فاز 90
اختلاف فاز 90-180
اختلاف فاز 180

در تصويرهای ١ و ٣ و ۵ مقدار اختلاف فاز بين دو موج مشخص است اما در تصوير ٢ برای به دست آوردن اختلاف فاز بين دو موج به طريق زير عمل می کنيم

نمودار لیساژور
فرمول محاسبه اختلاف فاز


در تصويرهای ١ و ٣ و ۵ مقدار اختلاف فاز بين دو موج مشخص است اما در تصوير ٢ برای
بدست آوردن اختلاف فاز بين دو موج به طريق زير عمل می کنيم .
در صورت ايجاد تصوير ۴ بر روی صفحه نمايش اسيلوسکوپ ، از رابطه زير برای محاسبه اختلاف فاز بين دو شکل موج استفاده می شود .

نمودار لیساژور 2
فرمول محاسبه اختلاف فاز 2