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李薩如+示波器:旋轉跳躍我閉著眼

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ID:110653 發表于 2016-3-28 13:57 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
摘要

兩路相干波在示波器的X-Y模式下直接化身為眼睛,相位不同,眼睛大小不同,這就是江湖上傳聞已久的李薩如圖形。

一、李薩如圖的起源

首先介紹下李薩如圖的起源,大家來看圖1中的音叉F1、F2,音叉上分別固定了兩個小鏡子M1、M2,光線通過鏡子M1折射到M2上,再由M2反射到底片上,這就是李薩如裝置的構成。

兩個音叉的震動方向互相垂直,且通常音高設置為不同,以取得不同的諧振頻率,兩個沿著互相垂直方向的正弦振動的合成的軌跡的波形即為李薩如圖,這項發明是后來許多儀器的基礎,如諧振記錄儀。



二、示波器X-Y模式

示波器X-Y模式是最常用的李薩如測量方法,在X-Y模式下,CH1通道信號電壓為X值,CH2通道信號電壓為Y值,從而得到坐標值(X,Y),在X-Y模式中可顯示出此點;當CH1通道和CH2通道信號連續輸入時,點也連續顯示從而形成各種圖形。

接下來我們來看看示波器的X-Y模式在輸入不同信號的時候顯示的是什么樣的波形,有什么用。

首先我們將同頻異相的兩個正弦波信號分別接到通道1和通道2。一鍵捕獲波形,大家可以看到圖2兩信號相位差為0度。



然后我們將時基模式設為X-Y模式,可以看到X-Y模式中的合成波形為一個正45度的線段。



接下來將兩信號相位差調為45度時,可以看見X-Y模式中的波形為一個橢圓。




三、        X-Y模式的應用

這就是我們常用的李薩如法,主要可用于測量相同頻率信號之間的相位差。

除此之外,X-Y模式還會用來進行元件測試,例如描繪二極管的伏安特性曲線,當然還可以直接測量集成運算放大器的電壓轉移特性,是可以取代晶體管圖示儀的。實際上,在任何涉及兩個相互關聯的物理量的場合都可以使用X-Y模式很方便的進行測量,如可以使用各種傳感器,以便示波器屏幕可顯示流量-壓力、電壓-頻率等關系曲線。如果輸入的兩信號沒有線性的頻率關系,則不會獲得穩定的圖形顯示。

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