移相电路原理.pdf
移相电路总结multisim10 仿真原来是导师分配的一个小任务，由于书中没有现在的电路，故查找各方面资料，发现资料繁多，故自己把认为重要的地方写下来，如有不足之处请多多指正。1、移相器：能够对波的相位进行调整的仪器2、原理接于电路中的电容和电感均有移相功能,电容的端电压落后于电流 90 度,电感的端电压超前于电流 90 度,这就是电容电感移相的结果;先说电容移相,电容一通电,电路就给电容充电,一开始瞬间充电的电流为最大值,电压趋于 0,随着电容充电量增加,电流渐而变小,电压渐而增加,至电容充电结束时,电容充电电流趋于 0,电容端电压为电路的最大值,这样就完成了一个充电周期,如果取电容的端电压作为输出,即可得到一个滞后于电流90 度的称移相电压;电感因为有自感自动势总是阻碍电路中变量变化的特性,移相情形正好与电容相反,一接通电路,一个周期开始时电感端电压最大,电流最小,一个周期结束时,端电压最小,电流量大,得到的是一个电压超前 90 度的移相效果;3、基本原理(1)、积分电路可用作移相电路=sin10=sinwt dt=coswtRCwRC(2)RC 移相电路原理Ui=Ui0uiRCuouiCRuoURUIUC图 1简单的RC移相其中第一个图1UijwC=UoUi=tan1wRC12R+jwC1+(wRC)此时，R:0 ,则：0 90其中第二个图1U=RUoiR+1Utan11jwCi=wRC1+12(wRC)此时，R:0 ,则：90 0而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等a+RCU1c+U2_dC_R图2 幅值相等.U.2UcbUdb1jCR.1 jRC.R1U.11U11U1jCR jRCjC1(RC)21(RC)2U12arctanRC其中URC)221(1(RC)2U1U12 2arctan(RC)4、改良后的移相电路一般将 RC 与运放联系起来组成有源的移相电路。R1R2R1R2uuouoiCuiRRC图 3090移相图 4270360移相2uiR1RCuouiRCR1uoR2R2图 590180移相图 6180270移相公式推导jRCUi1 jRC kUUoU由UU1Ui1 jRC kUUoU由UUU2R2C2 jRCoHjU222ik1RC1tgRCU1 jRCHjoU222ik1R Ctg wRC以上移相电路分别包括了整个360的四个象限，在应用时还要注意其应用频率和元件参数的关系，参数选得不同，移相的角度就会不同，一般说来，在靠近某移相电路的极限移相角度附近，其元器件的选择是十分困难的。以上每个电路调节的范围都局限在 90以内，要使其调节的范围增大，可以采用图 7和图 8 的电路。图 7 图 8 电路的传递方程推导都比较麻烦，我们仅对图 7 电路进行了推导，并将推导的3图 70180超前移相图 60180滞后移相R1R2uoR1R2uouiCuiRRC主要结果列出如下：UjRC1 jRCUiUR2RUiUO kUiUO1 R2由UUHjUok12R2C22R2C2 jRCUik 12R2C2另外，可将各移相电路级联，组成0-360 度移相电路。5、multisim10 仿真3 3XSC1XSC1V1V1AB10 Vrms10 VrmsC1C1C50 Hz50 Hz10nF10nFDTG00R1R11 11M1MKey=AKey=A55%55%0 0图 9RC 原理图及仿真结果43 3R1R1V1V1100k100k50%50%10 Vrms10 Vrms Key=AKey=A50 Hz50 Hz00C1C110nF10nF0 0R2R2100k100k50%50%Key=AKey=A1 12 2+_B+ExtTrig_输 出 电 压 有 效 值 与 输 入 电 压 有 效 值 相 等R:0-无 穷 大 ：0-（-180度）_AC2C210nF10nF+XSC1XSC1图 10 仅相移，幅值不变5C1C12 2V1V110 Vrms10 Vrms50 Hz50 Hz0010nF10nFR3R36 6VCCVCCVCCVCC12V12V8U1AU1A312XSC1XSC1BDCA100k100k50%50%Key=AKey=A0 0R2R210k10k4VEEVEELM358ADLM358AD3 3R1R122k22kVEEVEE-12V-12V4 4GT图 11与运放组成的移相电路66、设计电路要求：信号源 1KHZ,幅值 2V 的正弦波，相移要求在0-90 度范围，幅值不变依据：原理图 8，取 R1=R2=10k,C=10nf,当 R=16k 时，相移角度约为 90 度，故选取电位器为 20k,假设电位选的足够大，此电路可到达180 度相移。VCCVCCVCCVCC12V12VXSC1XSC12 25 58U1AU1AA3B1V1V1R R20k20k20%20%C2TG2 Vrms2 VrmsKey=AKey=AC1C1D10nF10nF41kHz1kHzVEEVEELM358ADLM358ADVEEVEE000 01 1-12V-12V4 4R2R2R1R110k10k10k10k0180 滞 后 移 相1kHz选 定信电号容，10nf,要电求位相器移20k0度（到9090度度时 16k）R1=R2 则 Ui=Uo|H(jw)|=1arctan=2arctan1/wRc若 wRC=1,则=90图 12电路图7图 13 R=0 欧时图 14 R=20k 时8
