在物理学中,所谓矢量就是一个既有方向、又有大小的量。例如,我们可以说有一辆汽车行进到了正西方向,距离我们60公里的位置。如果以正北方向为起点,沿着东、南、西、北的顺序顺时针转一圈,正好360度。那辆车就可以表述为:车辆的现在位置是,在270度的方向,距离我们60公里。这里,“我们”就是坐标原点,目标与“我们”之间的距离就是矢径的长度,“0”参考点就是正北方向。
交流电信号是周期信号,可以用旋转矢量来表示。信号的振幅就是矢径长度,信号的相位就是矢量的矢角。矢量示波器是用来测量信号在随时间变化的信号相位和信号幅度,或信号之间的相位关系的设备。
例如,在彩色电视系统中,用不同的信号相位代表图像中不同的颜色成分。标准的彩条信号为白、黄、青、绿、紫、红、蓝、黑色带构成。其中白色和黑色中没有彩色分量,黄、青、绿、紫、红、蓝 6 种颜色彩色相位分别是167、283.5、240.5、60.7、103.5和347度。在矢量示波器上显示位置如图1。
在PAL电视系统中,V分量还要逐行倒向,倒向后的黄、青、绿、紫、红、蓝6中颜色彩色相位分别是193、76.5、119.3、299.3、256.5和13度。如图2。
在示波器上看到的是合成的波形。图3。各个光点到圆心的距离表示信号的幅度,横穿圆心的射线作为X轴,光点到圆心的连线与X轴的夹角就是信号的相位。无论幅度还是相位出现偏差,都不能准确还原景物原来的色彩。
矢量示波器应用的必要条件就是信号的频率必须一致,才能实现信号相位的测量和比对。互调失真一般不是同一个频率,代表信号的光点会在屏幕上旋转,无法显示稳定的波形。
补充:电视系统中,用于传送色彩的信号称为副载波,是个高稳定度的正弦波。所谓彩色相位,就是假定副载波的初相位是“0”,不同的颜色信号对这个副载波调相,由此,副载波的相位就代表了图像的颜色。为了使得接收机能够正确还原色彩,还要传送一个“色同步”信号,NTSC彩色制式色同步信号相位是135度,PAL制式V分量逐行倒向(信号相位差180度,波形对称分布在X轴的两侧),所以分别在135度和225度观测到两个色同步信号。 |