Метод круговой развертки

Этот метод обеспечивает измерение фазового сдвига практически в пределах от 0 до 360°. Сущность метода поясняют схемы и диаграммы, показанные на рис. 7.4, для случая измерения фазового сдвига между сигналами и₁ = U_m1 sinω t и u₂=U_m2sinω ( t - Δ t).

При измерениях генератор развертки осциллографа предварительно выключают и на входы Y и X подают сигнал u₁ и сигнал u₃ (рис. 7.4, а), задержанный относительно u₁ по фазе на 90° с помощью дополнительного фазовращателя ФВ. При одинаковом отклонении электронного луча по горизонтали и вертикали на экране осциллографа будет наблюдаться осциллограмма, имеющая вид окружности (рис. 7.4, б).

Анализируемые напряжения u₁, и u₂ поступают также на входы идентичных формирователей Ф1 и Ф2, преобразующих синусоидальные колебания в последовательность коротких однополярных импульсов u ₄ и u ₅(рис. 7.4, в). Передние фронты этих импульсов практически совпадают с моментом перехода синусоид через нулевое значение при их возрастании. Импульсные сигналы u ₄ и u ₅объединяют с помощью логической схемы ИЛИ. Выходной сигнал этой схемы в виде двухимпульсной последовательности и₆ подают на вход Z управления яркостью луча осциллографа. В результате на окружности в точках 1 и 2 появляются отметки повышенной яркости (рис. 7.4, б).

Измерение фазового сдвига Δ φ между сигналами u ₁ и u ₂выполняют как это показано на рис. 7.4, б. При измерении фазового сдвига данным способом удобно использовать прозрачный транспортир, который помещен перед экраном осциллографа; центр транспортира совмещают с центром окружности. Измеряемый фазовый угол отсчитывают по делениям транспортира. Данный метод измерения основан на следующем. Полную окружность, которой соответствует угол 360°, луч описывает за время, равное периоду Т сигналов u ₁ или u ₂, а дугу между точками 1 и 2, которой соответствует некоторый угол Δ φ, — за время задержки этих сигналов

Δ t = Δ φ T/360°.

При измерениях фазового угла способом полуокружности (он не рассматривается, так как применяется редко) можно достичь более высокой точности (погрешность измерения 1...3°). Этот метод также позволяет получить прямой отсчет фазового угла с указанием знака. На погрешность измерения фазового угла влияют точности формирования окружности и определения ее центра, а также степень идентичности порога срабатывания формирователей и точность измерения угла Δ φ с помощью транспортира.