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1、移相电路总结(multisimIO 仿真)2012.7.2 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
2、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(2)RC移相电路原理 图 1 简单的RC移相 其中第一个图 此时，R:0 is,则0：其中第二个图 此时，R:0is,则0：而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等 I UC UR 2arcta n(RC)4、改进后的移相电路 一般将RC与运放联系起来组成有源的移相
3、电路。其中 Ui U2 一$d 图 2 幅值相等 U2 Ucb Udb 1 rC R 丄 j C Ui jCUi 1 j RC 1(RC)2 2U1(RC)2arcta n RC U2:(RCA-图 3 090 移相 图 4 270360 移相 把认为重要的地方写下来如有不足之处请多多指正移相器能够对波的相位进行调整的仪器原理度电感的端电压超电容的端电压落后于电流接于电路中的电容和电感均有移相功能前于电流度这就是电容电感移相的结果先说电容移相电增加至电容充电结束时电容充电电流趋于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得到一个滞后于电流度的称移相电压移相情形
4、正好与电容相反一电感因为有自感自动势总是阻碍电路中一个电压超前度的移相效果基本原理积分电路用作移相电路移相电路原理图简单的移相其中第一个图此时则其中第二个图此时则而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等一图幅值相等丄其中改进后的移相电路一般将与运放联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 公式推导 U j RC Ui 1 j RC U 1 1 j RC Ui U kU0 U kUo 由 U U 由 u U H j Uo 2R2C2 j RC H j Uo 1 j RC 5 k 1 2R2C2 Ui 2 2 k 1 R C tg 1 tg wRC RC
5、 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。R J 图 7 0180 超前移相 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Uo 0 图 5 90 180 移相 r C i Ui RL C R1 图 6 180270 移相 I*0180 滞后移相 把认为重要的地方写下来如有不足之处请多多指正移相器能够对波的相位进行调整的仪器原理度电感的端电压超电容的端电压落后于电流接于电路中的电容和电感均
6、有移相功能前于电流度这就是电容电感移相的结果先说电容移相电增加至电容充电结束时电容充电电流趋于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得到一个滞后于电流度的称移相电压移相情形正好与电容相反一电感因为有自感自动势总是阻碍电路中一个电压超前度的移相效果基本原理积分电路用作移相电路移相电路原理图简单的移相其中第一个图此时则其中第二个图此时则而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等一图幅值相等丄其中改进后的移相电路一般将与运放联Ui 2 2 2 2R2C2 另外，可将各移相电路级联，组成 0-360度移相电路。5、multisimIO 仿真 主要结果列出如下:R2
7、 Ri R2 Ui UO UO Uo 2 2 2 2R2C2 2 2 2 2R2C2 j RC XSC1 图 9 RC 原理图及仿真结果 把认为重要的地方写下来如有不足之处请多多指正移相器能够对波的相位进行调整的仪器原理度电感的端电压超电容的端电压落后于电流接于电路中的电容和电感均有移相功能前于电流度这就是电容电感移相的结果先说电容移相电增加至电容充电结束时电容充电电流趋于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得到一个滞后于电流度的称移相电压移相情形正好与电容相反一电感因为有自感自动势总是阻碍电路中一个电压超前度的移相效果基本原理积分电路用作移相电路移相电
8、路原理图简单的移相其中第一个图此时则其中第二个图此时则而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等一图幅值相等丄其中改进后的移相电路一般将与运放联 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）O sei I Ilo5cop e-X 1 T2ri Time 0.000 s Channel _J 0.000 V ChanneljB-4.336 V Reverse Save Ext Trigger c Timebase Scale 110 X positwn fl-V/F Add|B/A|Onannel A Seale|s 也知 Criannel B Scale|B V/D
9、iv Y postior 0 Y position|0 AC 0 BF P AC 0 5c-I 拧 Trigger Edge A B|Ext|Level Type ISE Mor.|Auto 图 10 仅相移，幅值不变 把认为重要的地方写下来如有不足之处请多多指正移相器能够对波的相位进行调整的仪器原理度电感的端电压超电容的端电压落后于电流接于电路中的电容和电感均有移相功能前于电流度这就是电容电感移相的结果先说电容移相电增加至电容充电结束时电容充电电流趋于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得到一个滞后于电流度的称移相电压移相情形正好与电容相反一电感因为有
10、自感自动势总是阻碍电路中一个电压超前度的移相效果基本原理积分电路用作移相电路移相电路原理图简单的移相其中第一个图此时则其中第二个图此时则而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等一图幅值相等丄其中改进后的移相电路一般将与运放联 VCC 2 Vi Ci-I卜 10nF R3 VCC2V 8 U1A 10 Vrms 50 Hz 100k Q Key=A 50%i 4 VEE 3 2 R1 22k Q LM358AD R2 10k Q 12V i f 图 11 与运放组成的移相电路 把认为重要的地方写下来如有不足之处请多多指正移相器能够对波的相位进行调整的仪器原理度电感的端电压超电容的端电压落后于电
11、流接于电路中的电容和电感均有移相功能前于电流度这就是电容电感移相的结果先说电容移相电增加至电容充电结束时电容充电电流趋于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得到一个滞后于电流度的称移相电压移相情形正好与电容相反一电感因为有自感自动势总是阻碍电路中一个电压超前度的移相效果基本原理积分电路用作移相电路移相电路原理图简单的移相其中第一个图此时则其中第二个图此时则而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等一图幅值相等丄其中改进后的移相电路一般将与运放联1kHz 信号，要求相移 0 度到 90 度 选定电容 10nf,电位器 20k（90 度时 16k）6、设计电
12、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R仁R2=10k,C=10nf,当R=16k时，相移角度约为 90度，故选取电位 器为20k,若电位选的足够大，此电路可达到 180度相移。0180 滞后移相 R1=R2 贝U Ui=Uo|H(jw)|=1 arctan =n-2arctan1/wRc 若 wRC=1,贝 U =90 图 12 电路图把认为重要的地方写下来如有不足之处请多多指正移相器能够对波的相位进行调整的仪器原理度电感的端电压超电容的端电压落后于电流接于电路中的电容和电感均有移相功能前于电流度这就是电容电感移相的结果先说电容移
13、相电增加至电容充电结束时电容充电电流趋于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得到一个滞后于电流度的称移相电压移相情形正好与电容相反一电感因为有自感自动势总是阻碍电路中一个电压超前度的移相效果基本原理积分电路用作移相电路移相电路原理图简单的移相其中第一个图此时则其中第二个图此时则而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等一图幅值相等丄其中改进后的移相电路一般将与运放联 窃 O s ci I loscope-KS Cl 图 13 R=0 欧时 何 Oscilloscope-XSCl 图 14 R=20k 时 把认为重要的地方写下来如有不足之处请多多指正移相器
14、能够对波的相位进行调整的仪器原理度电感的端电压超电容的端电压落后于电流接于电路中的电容和电感均有移相功能前于电流度这就是电容电感移相的结果先说电容移相电增加至电容充电结束时电容充电电流趋于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得到一个滞后于电流度的称移相电压移相情形正好与电容相反一电感因为有自感自动势总是阻碍电路中一个电压超前度的移相效果基本原理积分电路用作移相电路移相电路原理图简单的移相其中第一个图此时则其中第二个图此时则而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等一图幅值相等丄其中改进后的移相电路一般将与运放联参考资料(1)、对 0-360。连续可调移相
15、器的探讨 河北省电力试验研究所 刘润民 1999 年第 6 期 河北电力技术(2)、RC 移相式振荡器的研究 张清枝(新乡学院机电工程学院，河南新乡 453003)第 28 卷 第 2 期 2009 年 3 月 许昌学院学报 把认为重要的地方写下来如有不足之处请多多指正移相器能够对波的相位进行调整的仪器原理度电感的端电压超电容的端电压落后于电流接于电路中的电容和电感均有移相功能前于电流度这就是电容电感移相的结果先说电容移相电增加至电容充电结束时电容充电电流趋于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得到一个滞后于电流度的称移相电压移相情形正好与电容相反一电感因为有自感自动势总是阻碍电路中一个电压超前度的移相效果基本原理积分电路用作移相电路移相电路原理图简单的移相其中第一个图此时则其中第二个图此时则而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等一图幅值相等丄其中改进后的移相电路一般将与运放联