移相器的设计与测试电路原理移相器实验设计原理.docVIP

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RC移相网络来实现的。关键词 移相位，设计，测试。目录摘 要 13ABSTRACT II第1章 方案设计与论证 21.1 RC串联电路 21.2 X型RC移相电路 21.3方案比较 2第2章 理论计算 22.1工作原理 22.2 电路参数设计 2第3章 原理电路设计 23.1 低端电路图设计（-45°-90°） 23.2 高端电路图设计（-90°-120°）3.3 高端电路图设计（-120°-150°） 23.4 高端电路图设计（150°～180°）3.5 整体电路图设计 2第4章 设计仿真 24.1 仿真软件使用 24.2 电路仿真 24.3 数据记录 2第5章 实物测试 25.1 仪器使用（电路板设计） 25.2 电路搭建（电路板制作） 25.3 数据记录（电路板安装） 2第6章 结果分析 26.1 结论分析 26.2 设计工作评估 26.3 体会 2第1章 方案设计与论证1.1 RC串联电路 图1.1所示所示RC串联电路，设输入正弦信号，其相量，若电容C为一定值，则有，如果R从零至无穷大变化，相位从到变化。 图1.1 RC串联电路及其相量图 另一种RC串联电路如图1.2所示。 图1.2RC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。1.2 X型RC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1.3（a）所示X型RC移相电路来实现。为方便分析，将原电路改画成图1.3（b）所示电路。 （a）X型RC电路 （b）改画电路图1.3 X型RC移相电路及其改画电路1.3方案比较方案比较：（1）采用X形RC移相电路：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∞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∞变化，则相位从0o到-90o变化。正确性：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2.1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RC移相网络来实现的。2.2 电路参数设计X型RC移相电路输出电压为：其中结果说明，此X型RC移相电路的输出电压与输入电压大小相等，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R值一定，如果电容C值从11.4nF到3.16F变化时，则从-45°至-180o变化，此时：当C=11.4nF时，则φ=-45°,输出电压与输入电压同相位当C=3.16F时，则φ=-180°，输出电压与输入电压相反。当6.26nF= C =249μF时，则在与-45°与-180o之间取值。实验中，由式计算电容C的值，其中电阻R=2000Ω，频率为2.88 KHZ，计算如下：当角度为-450 ， C1=11.4nF。当角度为-90°， C2=27.6nF。当角度为-120°， C3=47.8nF。当角度