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1、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
2、,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 (2)RC 移相电路原理 C C ui uo R R ui uo UR UC U I 图 1 简单的RC移相 其中第一个图 此时，R:0 ,则： 其中第二个图 此时，R:0 ,则： 而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等 2 1
3、U 2 U + _ R R c d + _ a C C 图2 幅值相等 . 2cbdbUUU . 111 1 1 11 1 Rj RCj C UUU j RC RR j Cj C 2 1 2 1 () 2arctan 1 () RC URC RC 其中 2 211 2 1 () 1 () RC UUU RC 2 2arctan()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电路。 ui uo R1 C R R2 ui uo R1 C R R2 图 3 090移相 图 4 270360移相 3 ui uo R1C R R2 ui uo R1CR R2 图 5 9018
4、0移相 图 6 180270移相 公式推导 RC tg CRk RCjCR U U jH UU UkU U RCj RCj U i o o i 1 1 1 222 222 由 wRCtg CRk RCj U U jH UU UkU U RCj U i o o i 222 1 1 1 1 由 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
5、 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 ui uo R1 C R R2 ui uo R1R2 C R 图 7 0180超前移相 图 6 0180滞后移相 4 主要结果列出如下： 222 222222 21 2 1k 1k 1 CR RCjCRCR U U jH UU UUkUU RR R U U RCj RCj U i o OiOi i 由 另外，可将各移相电路级联，组成 0-360 度移相电路。 5、 multisim10 仿真 C1 10nF V1 10 Vrms 50 Hz 0 XSC1 ABCD G T 3 1 R1 1M Key=A
6、 55% 0 图 9 RC 原理图及仿真结果 5 V1 10 Vrms 50 Hz 0 C1 10nF C2 10nF XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 R:0-与 与 与 与 0-与 -180与 与 R1 100k Key=A 50% R2 100k Key=A 50% 3 0 2 1 图 10 仅相移，幅值不变 6 U1A LM358AD 3 2 4 8 1 C1 10nF R3 100k Key=A 50% V1 10 Vrms 50 Hz 0 VCC 12V VEE -12V XSC1 ABC
7、D G T R1 22k R2 10k 4 VEE VCC 2 0 3 6 图 11 与运放组成的移相电路 7 6、 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,若电位选的足够大，此电路可达到 180 度相移。 U1A LM358AD 3 2 4 8 1 R1 10k R2 10k C1 10nF R 20k Key=A 20% VCC 12V VEE -12V V1 2 Vrms 1kHz 0 XSC1 ABCD G
8、 T 4 1 VCC VEE 0 52 0180与 与 与 与 R1=R2 与 Ui=Uo |H(jw)|=1 arctan=-2arctan1/wRc 与 wRC=1,与 =90 1kHz与 与 与 与 与 与 与 0与 与 90与 与 与 与 与 10nf,与 与 与 20k与 90与 与 16k与 图 12 电路图 8 图 13 R=0 欧时 图 14 R=20k 时 9 参考资料 (1)、对 0-360。连续可调移相器的探讨 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
