Phasenverschiebungen zwischen zwei Wechselspannungen gleicher Frequenz lassen sich sehr leicht mit Hilfe sogenannter Lissajous-Figuren bestimmen. Dazu legt man an die x-Ablenkung eines Oszilloskops eine Spannung Ue und an die y-Ablenkplatten die phasenverschobene Spannung Ua.
Je nach Größe der Phasenverschiebung erhält man unterschiedliche Lissajous-Muster auf dem Oszilloskopschirm. Einige wenige zeigen die folgenden Abbildungen für ein Frequenzverhältnis von 1:1.
Bei anderen Frequenzverhältnissen ergeben sich weitere Lissajous-Figuren, auf die hier nicht weiter eingegangen wird.
Uns geht es darum, möglichst schnell zu erkennen, wie groß eine Phasenverschiebung ist und gegebenenfalls auch schnell die exakte Berechnung aus den praktischen Daten vornehmen zu können. Dazu geht man wie folgt vor:
Berechnung der Phasenverschiebung mit Hilfe einer Lissajous-Figur |
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Am Beispiel des folgenden Oszillogramm wird die Phasenwinkel-Bestimmung am Beispiel eines Hochpass gezeigt. Über Ansicht - Ansicht hinzufügen - XY aus dem Hauptmenü des Programms PicoScope 6 wird ein zweites Fenster XY1 unterhalb des Monitorfensters Oszilloskop1 geöffnet.
Die Spannungslineale werden soweit verschoben, dass sie durch die Ordinatenschnittpunkte gehen. In der Lineallegende oberhalb des Graphen wird der Wert U = 2,236V angezeigt.
Mit einer zweiten Messung werden die extremalen y-Werte der Figur bestimmt. Dazu werden wiederum die Spannungslineale entsprechend verschoben und der Wert in der Lineallegende abgelesen; in diesem Beispiel V = 2,608V. Nach Formel (1) kann jetzt durch Einsetzen der beiden ermittelten Werte die Phasenlage berechnet werden.