电路原理移相器实验设计原理

1、电路原理综合实验报告移相器的设计与测试学生姓名：-学生学号：-院（系）：年级专业： 指导教师：-助理指导教师： 摘要线性时不变网络在正弦信号激励下，其响应电压、电流是与激励信号同频率的正弦量，响应与频率的关系，即为频率特性。它可用相量形式的网络函数来表示。 在电气工程与电子工 程中，往往需要在某确定频率正弦激励信号作用下，获得有一定幅值、输出电压相对于输入电压的相位差在一定范围内连续可调的响应（输出）信号。这可通过调节电路元件参数来实现， 通常是采用R（移相网络来实现的。关键词 移相位，设计，测试。目录摘要13ABSTRAC工II第1章方案设计与论证2RC串联电路 22222X型R(移相电路方

2、案比较第2章理论计算2工作原理电路参数设计第3章原理电路设计2低端电路图设计(-45 ° -90 °) 2高端电路图设计(-90 ° -120 °)高端电路图设计(-120 ° -150 °) 2高端电路图设计(150°180°)整体电路图设计 2第4章 设计仿真2第1章 方案设计与论证22222222若电容C为一定值,5 =Lr,ZOV仿真软件使用电路仿真数据记录第5章实物测试2仪器使用（电路板设计）电路搭建（电路板制作）数据记录（电路板安装）第6章结果分析2结论分析设计工作评估体会RC串联电路图所示所示RC串联

3、电路，设输入正弦信号，其相量 则有，如果R从零至无穷大变化，相位从°F到变化图RC串联电路及其相量图另一种RC串联电路如图所示图串联电路及其相量图同样，输出电压的大小及相位，在输入信号角频率一定时，它们随电路参数的不同而改变。 若电容C值不变，R从零至无穷大变化，则相位从 到，变化。X型R（移相电路当希望得到输出电压的有效值与输入电压有效值相等， 而相对输入电压又有一定相位差的 输出电压时，通常是采用图（a）所示X型R（移相电路来实现。为方便分析，将原电路改画成图（b）所示电路。（a）X型RC电路（b）改画电路图X型R（移相电路及其改画电路方案比较方案比较：（1）采用X形 RC移相电

4、路：当希望得到输入电压的有效值与输入电压有效值相 等，而相对输入电压又有一定相位差的输入电压时可以采用如下图一中（a）的X形RC移相电路来实现。为方便分析，将原电路图改画成图一（b）所示电路。（2）RC串联电路一：顺时针看电容C是接在电阻R的前面，可知当信号源角频率一定时，输出电压的有效值与相位均随电路元件参数的变化而不同。设电容C为一定值，如果R从0到X变化，则相位从90o到0o变化。（3）RC串联电路二：顺时针看电容C是接在电阻R的后面的，同样，输出电压的大小及相位，在输入信号角频率一定时，它们随电路参数的不同而改变。设电容C值不变，如果R从0至x变化，则相位从0o到-90o变化。正确性：

5、设计的方案和电路与要求相符合，都是正确合理的优良程度：方案优秀，各有特色。有上述分析比较及论证可知应该选择第一种方案较好第2章理论计算工作原理线性时不变网络在正弦信号激励下， 其响应电压、电流是与激励信号同频率的正弦量， 响 应与频率的关系，即为频率特性。它可用相量形式的网络函数来表示。 在电气工程与电子工程 中，往往需要在某确定频率正弦激励信号作用下，获得有一定幅值、输出电压相对于输入电压的相位差在一定范围内连续可调的响应（输出）信号。这可通过调节电路元件参数来实现，通 常是采用R（移相网络来实现的。电路参数设计X型R（移相电路输出电压小为：其中结果说明，此X型 RC移相电路的输出电压与输入

6、电压大小相等， 而当信号源角频率一定时, 输出电压的相位可通过改变电路的元件参数来调节。设电阻F值一定，如果电容C值从到变化时，则从-45。至-180o变化，此时：当。=时，则© =-45 ° ,输出电压S与输入电压 ' 同相位当。=时，则© =-180 °，输出电压 S与输入电压3相反。当<=C <=249卩F时，贝U在与-45。与-180o之间取值实验中，由式 化二/-琢时血计算电容C的值，其中电阻R=2000Q，频率为KHZ,计 算如下：当角度为-450，3=。当角度为-90 °，C2=。当角度为-120 °

7、，C3=。当角度为-150 °，C4=。当角度为-180 °，C5=。当角度在-45 ° -90。时，C=3当角度在-90 ° -120。时,C=。当角度在-120 ° -150。时，C=3当角度在-150 ° -180。时，C=3可调电容的值 3 = C2=, C3=, C4=.第3章 原理电路设计低端电路图设计( -45 °-90 °)高端电路图设计（-90 ° -120IN OUT04V1©1 Vrms2.mHzOjaC2 斗=27.6nF'20.2nFKey=A100%27,6n

8、FCl生 20.2nF0高端电路图设计(-120 ° -150 ° )IN OUT04V1©1 Vrms2.mHzOjaC2 斗=47.8nF'55.2rtFKey=A100%ClC147.EnF生 55.2nF034-CJClft22k!XBP1叫01高端电路图设XBP1©1 Vrms 2.8BkH£ Q渔计（-150。180°）11 im眼nF半3仮阳初;Key-AIN OUT55.2nF K&y=A55.2nFKey=AC2 斗 =47 血 F '©1 Vrms 2.88kHi Cja190%C

9、2 XL315.8&5SuF il03.1nFPXBP1第4章设计仿真仿真软件使用Multisim是一个完整的设计工具系统，提供了一个非常大的元件数据库，并提供原理图输入接口、全部的数模Spice仿真功能、VHDL/Verilog设计接口与仿真功能、FPGA/CPL综合、RF 设计能力和后处理功能，还可以进行从原理图到 PC布线工具包(如:Electronics Worbench 的 Ultiboard)的无缝隙数据传输。它提供的单一易用的图形输入接口可以满足您的设计需求。Multisim提供全部先进的设计功能，满足从参数到产品的设计要求。因为程序将原理图输入、 仿真和可编程逻辑紧密集

10、成，您可以放心地进行设计工作，不必顾及不同供应商的应用程序之 间传递数据时经常出现的问题。电路仿真设计一个RC电路移相器，该移相器输入正弦信号源电压有效值频率为，由信号源发生器提供。要求输出电压有效值-V,输出电压相对于输入电压的相移在-45。至-180。范围内连续可调。设计计算元件值、确定元件，搭建线路、安装及测试输出电压的有效值及相对输入电压的 相移范围是否符合设计要求。实验中连线接通后正确无误，数据结果截图如下：-45-90到-90到-120-120。到-1501 :=.=rtc=aLinSHz：.：L +.-IZ10-1W1瓯-Cc-lrs燉 Bede PlotterXBPl_ 厂mm

11、cimHs-139.77 Deg+*(? In (? -+-(? Out:炸一>| Zmj(hz-iiEiiwtg +(? I* ft -+(? Om -150。到-180 °伊 ?lotter-XBPl数据记录项目0%可调比可调电容或电阻值(nF)0000理论计算值©(°)波特仪测量值© (°)波特仪测量误差(%项目50%可调比可调电容或电阻值(nF)理论计算值©(°)波特仪测量值© (°)波特仪测量误差(%项目100%可调比可调电容或电阻值(nF)理论计算值©(°)波特仪测量

12、值© (°)波特仪测量误差(%第5章实物测试仪器使用(电路板设计)电阻(136Q、377KQ)、滑动变阻器(136Q - 377KQ)、示波器、波特仪电路搭建(电路板制作)按图连接电路。项目0%可调比可调电容或电阻值0000(nF)理论计算值(t(°)波特仪测量值© (°)波特仪测量误差(%项目50%可调比可调电容或电阻值(nF)理论计算值©(°)波特仪测量值© (°)波特仪测量误差(%项目100%可调比可调电容或电阻值(nF)理论计算值©(°)波特仪测量值© (°)波特仪测量误差(%数据记录(电路板安装)测试并记录数据如下表：第6章结果分析结论分析在实验的过程中，自己所设计的电路通过示波器观察时， 可见两列波的振幅不同，存在一 定的差值，而通过老师的指导可知是自己的电压源s的选择有误，如果改为信号源，问题就可以顺利的解决。修改正确后实验并截图，由截图可知：在示波器的截屏中可以看到两列波是 同振幅的，只是存在相位差，为=z_2armnc；而移相器的截图中有当频率为kHz时, 他为-180 °。设计工作评估分析：实验的误差较小，可以证明对于此次实验的设计与测试是正确的。而对于误差的来源应该就是实验的系统误差及仪器的测量误差以及