Phasendifferenz-Messung Im Zweikanalbetrieb - Hameg Instruments Hm205-3 Bedienungsanleitung

Das X-Signal wird Uber den Eingang von Kanal Ifzugefuhrt.
Eingangsteiler und Feinregler von Kanal Il werden im
XY-Betrieb fir die Amplitudeneinstellung in X-Rich-
tung benutzt. Zur horizontalen Positionseinstellung ist
aber der X-POS.-Regler zu benutzen. Der Positionsregler
von Kanal II ist im XY-Betrieb abgeschaltet. Max. Empfind-
lichkeit und Eingangsimpedanz sind nun in beiden Ablenk-
richtungen gleich. Die Taste X-MAG. x10 fir die Dehnung
der Zeitlinie sollte dabei nicht gedriickt sein. Die Grenzfre-
quenz in X-Richtung ist ca. 2,5 MHz (—3dB). Jedoch Ist zu
beachten, dali schon ab 50 kHz zwischen X und Y eine
merkliche, nach hOheren Frequenzen standig zunehmende
Phasendifferenz auftritt. Das X-Signal kann mit der Taste
INVERT im XY-Betrieb nicht umgepolt werden.
Der XY-Betrieb mit Lissajous-Figuren erleichtert oder
ermdglicht gewisse Mef&aufgaben:
— Vergleich zweier Signale unterschiedlicher Frequenz
oder Nachziehen der einen Frequenz auf die Frequenz
des anderen Signals bis zur Synchronisation. Das gilt
auch noch fuir ganzzahlige Vielfache oder Teile der einen
Signalfrequenz.
— Phasenvergleich zwischen zwei Signalen gleicher Fre-
quenz.
Phasenvergleich mit Lissajous-Figur
Die folgenden Bilder zeigen zwei Sinus-Signale gleicher
Frequenz und Amplitude mit unterschiedlichen Phasenwin-
keln.
180°
Die Berechnung des Phasenwinkels oder der Phasenver-
schiebung zwischen den X- und Y-Eingangsspannungen
(nach Messung der Strecken a und b am Bildschirm) ist mit
den folgenden Formeln und einem Taschenrechner mit
Winkelfunktionen ganz einfach und Ubrigens unabhangig
von den Ablenkamplituden aut dem Bildschirm.
cos ~ =
= ar sin ©
QQ = Cc b
Hierbei muB& beachtet werden:
— Wegen der Periodizitat der Winkelfunktionen sollte die
rechnerische Auswertung auf Winkel =90° begrenzt
werden. Gerade hier liegen die Vorteile der Methode.
— Keine zu hohe MeRfrequenz benuitzen. Oberhalb
120 kHz kann die gegenseitige Phasenverschiebung der
beiden Oszilloskop-Verstarker des HM205-3 im XY-
Betrieb einen Winkel von 3° dberschreiten.
— Aus dem Schirmbild ist nicht ohne weiteres ersichtlich,
ob die Testspannung gegenuber der Bezugsspannung
vor- oder nacheilt. Hier kann ein CR-Glied vor dem Test-
Spannungseingang des Oszilloskops helfen. Als R kann
gleich der 1 MQ-Eingangswiderstand dienen, so dafg nur
ein passender Kondensator C vorzuschalten ist. Vergr6-
Rert sich die Offnungsweite der Ellipse (gegentiber kurz-
geschlossenem C), dann eilt die Testspannung vor und
umgekehrt. Das gilt aber nur im Bereich bis 90° Phasen-
verschiebung. Deshalb sollte C genlgend grog sein und
nur eine relativ kleine, gerade gut beobachtbare Phasen-
verschiebung bewirken.
Falls im XY-Betrieb beide Eingangsspannungen fehlen
oder ausfallen, wird ein sehr heller Leuchtpunkt auf
dem Bildschirm abgebildet. Bei zu hoher Helligkeitsein-
stellung (INTENS.-Knopf) kann dieser Punkt in die
Leuchtschicht einbrennen, was entweder einen blei-
benden Helligkeitsverlust oder, im Extremfall, eine voll-
standige Zerstorung der Leuchtschicht an diesem
Punkt verursacht.
Phasendifferenz-Messung
im Zweikanal-Betrieb
Eine gréf&ere Phasendifferenz zwischen zwei Eingangssi-
gnalen gleicher Frequenz und Form last sich sehr einfach
im Zweikanalbetrieb (Taste DUAL gedrtickt) am Bildschirm
messen. Die Zeitablenkung wird dabei von dem Signal
getriggert, das als Bezug (Phasenlage 0) dient. Das andere
Signal kann dann einen vor- oder nacheilenden Phasenwin-
kel haben. Fur Frequenzen =1 kHz wird alternierende Kanal-
umschaltung gewahlt; fur Frequenzen <1 kHz ist der Chop-
per-Betrieb geeigneter (weniger Flackern). Die Ablesege-
nauigkeit wird hoch, wenn auf dem Schirm nicht viel mehr
als eine Periode und etwa gleiche Bildhdéhe beider Signale
eingestellt wird. Zu dieser Einstellung k6nnen — ohne Ein-
flufS auf das Ergebnis — auch die Feinregler tur Amplitude
und Zeitablenkung und der LEVEL-Knopf benutzt werden.
Beide Zeitlinien werden vor der Messung mit den Y-POS.-
Knépfen auf die horizontale Raster-Mittellinie eingestellt.
Bei sinusférmigen Signalen beobachtet man die Nulldurch-
gadnge; die Sinuskuppen sind weniger genau. Ist ein Sinus-
Signal durch geradzahlige Harmonische merklich verzerrt
(Halowellen nicht spiegelbildlich zur X-Achse) oder wenn
eine Offset-Gleichspannung vorhanden ist, empfiehlt sich
AC-Kopplung fiir beide Kandle. Handelt es sich um Impuls-
signale gleicher Form, liest man ab an steilen Flanken.
Phasendifferenzmessung im Zweikanalbetrieb
t = Horizontalabstand der Nulldurchgange In cm.
T = Horizontalabstand fur eine Periode in cm.
Im Bildbeispiel ist f= 3cm und T = 10cm. Daraus errech-
net sich eine Phasendifferenz in Winkelgraden von
t 3
° =
- 3690°=— - 360°= 108°
?
T
10
M10 205-3
Anderungen vorbehalten