兩個頻率相同的交流電相位的差叫做相位差,或者叫做相差。 這兩個頻率相同的交流電,可以是兩個交流電流,可以是兩個交流電壓,可以是兩個交流電動勢,也可以是這三種量中的任何兩個。兩個同頻率正弦量的相位差就等于初相之差。是一個不隨時間變化的常數(shù)。也可以是一個元件上的電流與電壓的相位變化。任意一個正弦量y = Asin(wt+ j0)的相位為(wt+ j0),本章只涉及兩個同頻率正弦量的相位差(與時間t無關(guān))。設(shè)第一個正弦量的初相為 j01,第二個正弦量的初相為 j02,則這兩個正弦量的相位差為j12 = j01 - j02
相位差與相位關(guān)系
1 .相位差 ?——兩個正弦交流電在任何瞬時相位角之差稱相位差。
兩個同頻正弦量的相位差等于它們的初相之差。
規(guī)定 ?。
2 . 相位關(guān)系
①超前、滯后關(guān)系; ②同相關(guān)系( ;
?、?反相關(guān)系 ?; ④ 正交關(guān)系
相位差的數(shù)字測量
測量相位差的方法很多,主要有:用示波器測量;與標(biāo)準(zhǔn)移相器比較(零示法);把相位差轉(zhuǎn)換為電壓來測量;把相位差轉(zhuǎn)換為時間間隔來測量等。
1.相位-電壓轉(zhuǎn)換法
相位-電壓轉(zhuǎn)換式數(shù)字相位計的原理框圖如圖1(a)所示。其各點波形如圖1(b)所示。u1和u2為頻率相同、相位差 的兩個被測正弦信號,經(jīng)限幅放大和脈沖整形后變成兩個方波,再經(jīng)微分得到兩個對應(yīng)被測信號負向過零瞬問的尖脈沖,鑒相器為非飽和型高速雙穩(wěn)態(tài)電路,被這兩組負脈沖所觸發(fā),輸出周期為T,寬度為Tx的方波,若方波幅度為Ug,則用低通濾波器將方波中的基波和諧波分量全部濾除后,此方波的平均值即直流分量為
式中,T為被測信號的周期,t由兩信號的相位差吼決定,即
?
將式(2)代入式(1)得相位差
2.相位-時間轉(zhuǎn)換法
將上述相位-電壓轉(zhuǎn)換法中鑒相器的時間間隔Tx用計數(shù)法對它進行測量,便構(gòu)成相位-時間轉(zhuǎn)換式相位計,如圖2所示。它與時間間隔的計數(shù)測量原理基本相同,若時標(biāo)脈沖周期為TC,則在Tx時間內(nèi)的計數(shù)值為
如果采用十進制計數(shù)器計數(shù),而且時標(biāo)脈沖周期TC與被測信號周期T滿足以下關(guān)系式
式中,n為正整數(shù)。
代入式(3)可得
相對量化誤差為
由式(4)可知,時標(biāo)脈沖頻率 與被測信號頻率fx的關(guān)系為
由上式可見,由于時標(biāo)頻率 不允許太高,所以計數(shù)式相位計只能用于測量低頻率信號的相位差,而且要求測量精度越高(即n越大),能測量的頻率fx越低。此外,由上式還可見,當(dāng)被測信號頻率fx改變時,時標(biāo)脈沖頻率 也必須按式(7)相應(yīng)改變。這些是計數(shù)式相位計的缺點。
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