1. Осциллографический метод

Этот метод реализуется с помощью линейной, синусоидальной и круговой разверток (см. виды разверток осциллографа на стр.52).

Метод линейной развёртки

Для этого используется двухлучевой или двухканальный осциллограф. На входы Y₁ и Y₂ подаются исследуемые сигналы. Частота развертки подбирается так, чтобы на экране наблюдалось 1-2 периода сигналов (рис.45,а). Измерив Т и ΔТ по формуле определяют фазовый сдвиг, где и - измеренные на экране ЭЛТ длины отрезков.

Метод синусоидальной развёртки

Метод может быть реализован с помощью однолучевого осциллографа. Один сигнал подается в канал Y, а второй – на канал Х (генератор развертки отключен). На экране осциллографа получается эллипс (рис.46), уравнение которого

,

где - максимальные отклонения по горизонтали и вертикали соответственно.

Существует ряд методов определения фазового сдвига по полученной фигуре.

Метод 1. Положив = 0 получим вертикальный отрезок . Если = 0, то горизонтальный отрезок . Следовательно , откуда можно определить

.

Метод неточен из-за трудности определения центра эллипса, но зато полученные формулы не зависят от соотношений и .

Метод 2. Реализуется при условии = . В этом случае , где - малая ось эллипса, - его большая ось.

Метод 3. При любых значениях и , где определяются по экрану ЭЛТ осциллографа.

Осциллографический метод прост, не требует дополнительных приборов, но не даёт однозначности (знак угла) и обладает большой субъективной погрешностью. Погрешность определения фазового сдвига составляет 5-10% из-за неточностей определения длин отрезков, искажений эллипса.

Метод круговой развёртки

П ри использовании этого метода опорное напряжение с помощью фазовращателя ФВ

расщепляется по фазе и в виде двух сдвинутых на 90⁰ напряжений подается на вход усилителей У1 и У2 каналов X и Y (рис.47). Регулировкой коэффициентов усиления и установлением фазовой симметрии в обоих каналах добиваются получения круговой развертки.

Напряжение исследуемого сигнала подается на модулирующий электрод ЭЛТ (канал Z). На время отрицательного полупериода ЭЛТ запирается и на экране становится видимой только половина окружности. Для обеспечения необходимой точности измерений необходимо, чтобы трубка запиралась в моменты перехода сигнала через ноль, что обеспечивается применением усилителя-ограничителя УО.

В процессе измерения фазового сдвига на вход УО сначала подается опорное напряжение (положение 1) и по полуокружности на экране ЭЛТ отмечается положение диаметра mn, являющегося началом отсчета. Затем на УО подается измеряемый сигнал (положение 2) и отмечается положение pq. Измеряемый фазовый угол равен φ углу между прямыми mn и pq.

Источниками погрешности являются: непостоянство частоты круговой развертки, погрешность измерения угла между диаметрами, погрешность УО.