移相电路原理及简单设计

1、移相电路总结(multisim10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周期，如果取

2、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；，移相情形正好与电容相反，一接 ，电流最小，一个周期结束时，端电压最小，电流量大，得电感因为有自感自动势总是阻碍电路中变量变化的特性通电路，一个周期开始时电感端电压最大 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0 UoUi珂.U图1简单的RC移相其中第一个图此时，R:07s ，则0：其中第二个图此时，R:0t8 ，则0而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等Uic+图2幅值相等U 2 = U cb U dbiJ-2RCUi1 jRCj©C.R .iiR+R

3、+joCjoC = g<U/_2arcta"CJi +© RC)2其中U2=<Ui=UiJi +gRC)2= -2arctang RC)4、改进后的移相电路般将RC与运放联系起来组成有源的移相电路。亠 uRRiUiR2Uo图4270°360°移相图590°180°移相图6180270°移相公式推导U+=jCUiU + = 1Ui1 + jcRCU_ = kUoU_ = kUo由U+=U_2 2 2«2R2C2 +joRCHZ）晋1- j©RCkN +©2R2 C2tg 申=-w R

4、CoRC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，可以采用图和图8的电路。图70180°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，并将推导的主要结果列出如下:6U+借UiR2u_ = (Ui -u。)=kUi -U。) R<h R2由U + = U _H (jc )= Ui2 2 2 2 2 2_ k(1 +©

5、; R C )-0 R C - joRCk(1 +©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XSC1TimeChannel AChannel BChannelCChflnnel_D履0謡：!0,000 S0.000 v"5370*100,00D rns-1.466 fl/6.131VS4ve100. ODD ms-1.466 ft161.5槪倘6HD柠©Nsrrgljg |5仙 YposiBon foTfisoefEdfleLevel ap* &tr理f、: :/A : / :.L一 一L iL/fh

6、u .V i1PFPr rfJOr;/ b /! / +'i-V A p 1：,作 V 上罩丄L一一UT1 'V/口烟丁:/ :1防门鼎匚:/ : / :iWr:'d卞-：-M P /夕 Oscilloscope-X'SCl门斗一反3+|r3-TiTHwheseSate伍他伽X position |c1 Al AiB|S)ng. Hor. Auto| Pfcine| | A Ert图9 RC原理图及仿真结果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）脅 Oscilloscope-XSCljd.Time0.0D0 &Chann

7、el0.000 VChanriel_04.336 VReverse1 Tmebase-Channel ACbanrel IBTriQQerScale 110 ms/DivScale 1 弓 V/DivScale 15 炯EEdfle R0 |Ext|X pjositon |o¥ position |o¥ position |oLevel|dVIPTT Add| B/A 1 A/邑1AC 0 J5cAc| 0 JE匚丄a Type 債曲 Nor. | Auto |htoneSave图10仅相移，幅值不变Ext. Triggerrrz-Ti图11与运放组成的移相电路6、设计电路

8、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180度相移。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，若电位选的足够大，此电路可达到V1R 20k Q Key=A20%VCCU1A3XSC12 Vrms1kHzC1丰 10 nF4veVeeLM358A1-12V-©A-Q9YD早QR110k QR2AAAr0180°滞后移相10k Q1kHz信号，要求相移0度到90度选定电容10nf,电位器20k（ 90度时16k）R1=R2 贝U Ui=Uo|H(jw)|=1arctan © = n -2arctan1/wRc若 wRC=1,贝U ©=90°图12 电路图珂6黑=-O5M pm弭一卜®3 rho男卑會 052 一&#