時間間隔測量方法

1. 如何利用示波器測量一個信號的頻率

周期性的方法：

1、對於任何周期信號，利用上述的時間間隔測量方法可以測量出每個周期的時間T，那麼頻率f：f＝1／T的計算公式如下：

2、例如，在示波器上顯示的測量波形的周期為8div。「T /div」開關設置在「1 s」位置，「微調」位置設置在「校準」位置。然後計算其周期和頻率:T=1us/div&TImes, 8div=8us, f=1/8us=125kHz，則測量波形的頻率為125kHz。

測量頻率用李沙玉圖示法：

1、在X－y工作模式設置示波器時，被測信號是輸入軸，和標准頻率信號輸入外部連接「X」，和標准頻率正在慢慢改變了兩個信號頻率成整數倍，如外匯：＝1：2，財政年度將形成穩定的李余沙圖在熒光屏上。

2、李沙玉圖的形狀不僅與兩種偏轉電壓的相位有關，而且與兩種偏轉電壓的頻率有關。通過跟蹤方法，我們可以繪制出用戶體驗和用戶界面的不同頻率比和不同相位差。

3、利用李沙玉的圖與頻率的關系，可以進行准確的頻率比較，確定被測信號的頻率。方法是將水平線和垂直線分別引過李沙玉的圖，而垂直線不應穿過或相切於圖。如果橫線與圖相交的點數為m，垂線與圖相交的點數為n，則FY／fx＝m／n

4、已知標准頻率FX時，可由上式計算被測信號的頻率fy。顯然，在實際的試驗工作中，為了使試驗簡單、正確，在條件允許的情況下，應盡量調整已知頻率信號的頻率，使熒光屏上顯示的圖形為圓形或橢圓形。被測信號的頻率等於已知信號的頻率。

5、由於應用於示波器的兩個電壓具有不同的相位，熒光屏上的圖形會有不同的形狀，但這並不影響未知頻率的確定。圖示法測頻精度高，但操作時間長。它只適用於低頻信號的測量。

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示波器的分類：

模擬示波器使用模擬電路（示波器管，其基礎是電子槍）。電子槍向屏幕發射電子，發射的電子被聚焦形成電子束，撞擊屏幕。屏幕的內表面塗有熒光材料，這樣電子束的點就會發光。

數字示波器是通過數據採集、A／D轉換和軟體編程等一系列技術而產生的高性能示波器。數字示波器的工作原理是通過模擬轉換器（ADC）將測量的電壓轉換成數字信息。

數字示波器採集波形的一系列采樣值，並存儲采樣值。存儲極限是確定積累的采樣值是否能描述出波形，然後用數字示波器重建波形。數字示波器可分為數字存儲示波器（DSO）、數字熒光示波器（DPO）和采樣示波器。

為了提高模擬示波器的帶寬，需要使用示波器、垂直放大和水平掃描。為了提高帶寬，數字示波器只需要提高前端A／D轉換器的性能，對示波器和掃描電路沒有特殊要求。

加上數字尺度管，可以充分利用存儲器、存儲和處理，以及各種觸發和預觸發能力。20世紀80年代，數字示波器以眾多的成果嶄露頭角，有全面取代模擬示波器的潛力。

2. 怎樣測量時間

時間測量用鍾表。

鍾表的形式多種多樣：普通用的是手錶（或者懷表）；家庭用的是鍾（石英鍾、電子鍾、機械鍾）等；運動場上用的是秒錶或者有與起跑器、發令槍、終點監測機構連接的計時器；科學實驗中有更精確的時間測量儀器。另外，通過全球定位系統也能授時和測量時間。

3. 利用示波器測量幾種基本參數的方法

下面介紹利用示波器測量電壓、時間、相位、頻率的方法。

1、電壓的測量：

利用示波器所做的任何測量，都是歸結為對電壓的測量。示波器可以測量各種波形的電壓幅度，既可以測量直流電壓和正弦電壓，又可以測量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測量一個脈沖電壓波形各部分的電壓幅值。

2、時間的測量：

示波器時基能產生與時間呈線性關系的掃描線，因而可以用熒光屏的水平刻度來測量波形的時間參數，如周期性信號的重復周期、脈沖信號的寬度、時間間隔、上升時間（前沿）和下降時間（後沿）、兩個信號的時間差等等。

3、相位的測量：

利用示波器測量兩個正弦電壓之間的相位差具有實用意義，用計數器可以測量頻率和時間，但不能直接測量正弦電壓之間的相位關系。

4、頻率的測量：

用示波器測量信號頻率可採用周期法。對於任何周期信號，可用前述的時間間隔的測量方法，先測定其每個周期的時間T，再用下式求出頻率f ：f=1/T

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使用示波器的操作事項：

1、通用示波器通過調節亮度和聚焦旋鈕使光點直徑最小以使波形清晰，減小測試誤差；不要使光點停留在一點不動，否則電子束轟擊一點宜在熒光屏上形成暗斑，損壞熒光屏。

2、測量系統- 例如示波器、信號源；列印機、計算機等設備等。被測電子設備- 例如儀器、電子部件、電路板、被測設備供電電源等設備接地線必須與公共地(大地)相連。

3、用戶如須要測量開關電源(開關電源初級，控制電路) 、UPS(不間斷電源)、電子整流器、節能燈、變頻器等類型產品或其它與市電AC220V 不能隔離的電子設備進行浮地信號測試時，必使用DP100高壓隔離差分探頭。

4. 人們使用了哪些方法去精確的測量時間

從古代起，人們就以太陽高度最高的時刻作為正午。太陽從正午開始向西移動，下山後，經過1個黑夜，又從東方升起來，再到正午，這么1圈所經過的時間間隔，就叫做1個真太陽日。真太陽日分為24小時，就是真太陽時。古時用日晷(音：軌)記的時間，就是真太陽時。

後來發現，1年內真太陽日的長度逐日不同，最長與最短時可相差51秒。原因就在於前面所說的兩點：一是太陽視運動速度不均勻，二是黃赤交角。我們計量時間是以地球自轉為標準的，也可以說是以天赤道為標準的。可是太陽是在黃道上運動，即使太陽視運動是均勻的，但它們在赤道上的投影是不均勻的。因此，黃赤交角的存在，增加了計量時間的復雜性。既然真太陽走得有快有慢，那麼，要做1個鍾表機械跟著太陽走，有時快，有時慢，這是做不到的(鍾表機械只能是做比較均勻的旋轉)。所以，1820年法國科學院會議決定，將1年內各個真太陽日的平均值，作為1個「平均太陽日」或「平太陽日」，以平太陽日來定的時間就叫做「平太陽時」或「平時」。後來世界各國都採用這種計時辦法。現在，我們鍾表上的時間都是按平太陽時來計算的。

為了測量時間，人們就設想天上有1個「平太陽」，它在天赤道上走，並且每天走的速度都一樣；也是1年走1圈。這樣，平太陽時也可以跟真太陽時一樣來定義了。比如，當平太陽在南方最高位置時是正午。平太陽由正午到下一次正午所經歷的時間間隔就是1個平太陽日。1個平太陽日分為24小時，1小時分為印分，1分分為60秒。這樣，一秒的長度就是平太陽日的1/86400。

1個回歸年長為365日5時48分46秒，或365.2422平太陽日。習慣上省去「平太陽」，也就是365.2422日。但應理解，這「日」就是平太陽日。

上面講過，真太陽在黃道上1年走1周，平太陽在赤道上1年走1周；真太陽的運行速度是不均勻的，平太陽運動的速度是均勻的。所以在任何一天，平太陽與真太陽並不會在同一個方向上，或者說；平太陽正午時，真太陽不一定是正午。因而兩者所表示的時刻就會不一致。也就是說，真太陽時與平太陽時不一致，它們的差別就叫做「時差」。用公式表示就是：

真太陽時-平太陽時=時差。

或：視時-平時=時差。

時差的數值已按天體力學的方法預先計算出來了，它刊登在「中國天文年歷」中。1年當中，每天的時差都是不相同的，最大的時差可達16分，最小的是零。1年有4次為零，約在4月15日，6月14日，9月1日，12月24日。每年同一天的時差值並不完全相同，而有微小的變化。

如果我們應用經緯儀或其他儀器觀測了太陽，定出真太陽時，然後查出時差值，就知道當時的平太陽時了。

5. 怎樣利用示波器測信號的周期和振幅

一、周期法

1、對於任何周期信號，可以使用上述時間間隔測量方法首先確定每個周期的時間T，然後使用以下公式查找頻率f：f = 1 / T。

2、例如示波器上顯示的測量波形的周期為8格。 「 t / div」開關設置為「 1 µs」位置，其「微調」設置為「校準」位置。然後，其周期和頻率計算如下：T = 1us / div＆TImes，8div = 8us，f = 1 / 8us = 125kHz因此，被測波形的頻率為125kHz。

二、李沙育圖形法測頻率：

1、將示波器設置為XY工作模式，將測量信號輸入到Y軸，將標准頻率信號輸入到「 X external」，然後慢慢改變標准頻率，使這兩個信號頻率為整數倍，例如fx： fy = 1：2，將在熒光屏上形成穩定的李沙育圖形。

2、李沙育圖形的形狀不僅與兩個偏轉電壓的相位有關，而且與兩個偏轉電壓的頻率有關。跟蹤方法可用於繪制具有不同頻率比以及ux和uy之間的相位差不同的李沙育圖形。

3、利用李沙育圖形和頻率之間的關系，可以進行精確的頻率比較以確定被測信號的頻率。方法是分別通過李沙育圖形繪制水平線和垂直線。繪制的水平線不應穿過圖形的相交點或與之相切。如果水平線與圖的交點數為m，垂直線與圖的交點數為n，則fy / fx = m / n