可程控移相电路设计
关于移相电路
关于移相电路沈小丰在今年全国TI 杯电赛和珞珈学院的电子设计竞赛中，移相电路是一个设计要点，题目要求采用模拟电路移相的方法。
最简单的模拟电路移相是RC 移相和LC 移相，我们一般采用RC 移相。
如图1所示，我们可以用相量图来表示简单电路中输出电压和输入电压的相位关系，但值得注意的是：用相量图表示电路的相位时，我们已经假定了输入的是简单的正弦信号，而对于不同频率的正弦信号，相量图的表示并不相同，因此，同样的移相电路，对不同频率信号的移相作用是不同的，设计中一定要针对特定的频率进行设计。
我们一般将RC 与运放联系起来组成有源的移相电路，图2是个典型的可调移相电路，它实际上就是图1中两个移相电路的选择叠加：在图1两个移相电路之后各自增加了一个跟随器，然后用一个电位器和一个加法器进行选择相加。
在X C =R ，即对于周期为2πRC 的信号来说，图2电路的移相角度在±45°之间，当图2电路的电位器调到尽头都达不到规定的移相角度时，可考虑改变电路参数或者改变电路。
一个很笨的方法可以这样来做：如果图2中R W 在向下调节的过程中移相角度逐渐在接近要求，但即使将R W 的滑动臂调到最下方却仍然达不到要求时，我们就可以去掉IC 1和IC 3,再在IC 2后面加一个同样的IC 2电路，只不过这时可以把电阻R 换成可调电阻以改变移相的角度。
有人常把图2中IC 1电路和IC 2电路说成是低通电路和高通电路，因为在有源滤波器中，这两个电路确实是起到了低通和高通的作用。
但正如我们这里只称图1中间的电路是基本的RC移相电路，而不说它是微分电路、耦合电路、复位电路和高通电路一样，我们这里主要Cu u ou iu oU I 图1 简单的RC 移相图2 典型的有源RC 移相电路利用了图2电路的移相作用，因此我们这里只说它是移相电路。
实际上，很多有源滤波器都有移相作用，而有源滤波器的推导方法正可以作为移相电路的推导方法：首先推导出电路的传输函数，这里的传输函数可以直用j ω代替原传递函数中的s ，然后有理化分母，则其移相角就是φ = tg -1[(传递函数虚部)/(传递函数实部)]利用这种方法，我们可以得到一些移相角度更广泛的电路。
移相电路原理及简单设计
移相电路原理及简单设计移相电路是一种用于改变信号相位的电路，其主要原理是通过延迟或提前信号的某些频率成分来实现相位移动。
移相电路可以用于许多应用，例如滤波器、放大器、混频器、频率合成器、调制解调器和遥控器等。
移相电路的设计需要考虑许多因素，包括移相器的类型、电路的频率响应、信号源的输出阻抗、移相量的控制方式和移相范围等。
以下是一些移相电路的类型及其基本原理。
1. RC 移相器RC 移相器是一种简单的电路，它使用电容器和电阻器来改变信号的相位。
在 RC 移相器中，信号通过一个电容器，然后被延迟了一定的时间，因为电容器需要一定的时间来充电和放电。
这个时间延迟可以通过调整电容器和电阻器的值来控制。
例如，当信号通过一个 90 度相移器时，一个 45 度相移器可以通过电容器和电阻器的值相应地设置。
2. 传输线移相器传输线移相器是一种使用传输线进行相位移动的电路。
在这种电路中，信号通过一条传输线，然后被传输线的长度所延迟。
这个长度可以通过传输线长度和信号频率计算出来。
传输线移相器可以提供非常大的相位移动范围，但需要考虑传输线的损耗和阻抗匹配等问题。
3. 反相移相器反相移相器是一种使用反相器进行相位移动的电路。
在这种电路中，信号通过反相器，该器会将信号反转并延迟一定的时间，从而改变信号的相位。
这个时间延迟可以通过反相器的延迟或其他电路元件的延迟来控制。
4. 集成电路移相器集成电路移相器是使用集成电路芯片进行相位移动的电路。
这种电路通常包括一个或多个比例型积分器阶段，其中电容器和电阻器被整合在一起。
集成电路移相器通常可提供非常高的精度和可靠性，但也需要考虑集成电路的复杂性和成本等问题。
在实际设计中，移相电路通常需要与其他电路元件配合来达到期望的效果。
例如，在滤波器中使用移相电路可以改善滤波器的频率响应和群延迟等性能。
在遥控器中使用移相电路可以实现更可靠和可靠的信号传输。
因此，在设计移相电路时，需要考虑特定应用的要求和限制，以实现最佳性能。
频率可调相位可调的程控数字移相器的设计
频率可调、相位可调的程控数字移相器的设计梁龙学(兰州交通大学信息与电气工程学院,甘肃兰州 730070)摘 要:本系统以单片机为核心设计了一个频率可调、相位可调的程控数字移相器。
首先介绍了(0°～360°)程控移相电路的工作原理(可实现1°步进);其次探讨了移相信号频率任意可调的课题,并予以很好地解决。
关键词:数字移相;程控;频率可调;象限;步进;锁相环;频率变换中图分类号:TN623 1 引言移相电路在同步检测器的数据处理中特别有用;在相位测量中也很有用。
移相电路也称相位差产生电路,主要有模拟移相及数字移相两类方案:模拟移相电路经常采用的是阻容式移相电路。
优点是电路简单可靠,缺点是相角可调范围小于90°,并且相位差受输入信号频率的限制。
另一种为数字移相,这里采用由CC4046锁相环构成的可编程0°～360°数控范围的数字移相电路。
它可在4个象限内进行0°～89°调节,合起来即实现了0°～360°的移相;相位差预置、频率预置均由单片机控制,能够达到频率步进(可选)、相位步进(1°)的效果。
2 可编程数字移相器的实现移相网络由锁相环CC4046等器件构成。
具体电路见图1。
图1 程控数字移相电路第21卷 第2期2005年2月 甘肃科技G ansu Science and TechnologyV ol.21 No.2Feb. 2005 将输入的参考信号送入CC4046锁相环,锁相环设置在360倍输入参考频率上。
图中BCD 计数器74L S90级联成90分频器,因而在第90个输入时钟的下降沿到来时能将计数器复位到0。
D 型触发器A 、B 级联成除4方式工作,所以触发器C 的输出频率4倍于输入信号频率,即4fi ,产生4个90°移相输出。
因此,在锁相环的相位比较器输入脚得到和输入信号fi 每一循环相一致的信号,并且锁相信号还和计数器复位信号同相。
能实现连续可调移相的高频模数结合移相电路设计
能实现连续可调移相的高频模数结合移相电路设计高频感应加热设备，因容性工作状态时存在开关管硬开通、开关损耗大以及反并联的二极管有反向恢复等问题，严重时会损坏开关管，故逆变主电路通常工作在弱感性状态，即使输出电压的相位略超前于输出电流的相位。
而且，反馈回路的各个芯片，在脉冲到来时都有一定的响应时间，使驱动芯片输出信号的相位必定滞后于采样信号的相位，因此必须在反馈回路中进行相位的超前、滞后调节，实现移相功能。
传统的移相方法是采用如RC或LC的模拟电路进行相位调节。
这种移相电路是利用电阻两端的电压与输入电压同相位，而电容两端电压滞后于输入电压90相位，电感两端电压超前输入电压90相位的特性，通过选择不同的RC或LC值实现所需角度的相位超前、滞后调节。
但电路中由于存在L、C等元件，其等效阻抗与输入信号的频率有关，移相角会随输入信号频率的变化而变化，故其仅适用于输入信号频率不变或频率变化时移相精度要求不高的场合。
而纯数字电路若要使1 MHz频率产生如1左右相移时，必须先把输入信号频率通过锁相倍频电路把频率放大360倍，这就要求锁相环必须既可输入1 MHz左右的信号也能输出360 MHz以上的信号，能满足这种要求的锁相环芯片即使存在也会由于价格太高不是很实用。
为此，有必要设计一种低成本的实时实用移相电路，使其移相角在频率变化时基本不变。
文中就是基于这种需求，提出了两种移相精度较高的模数结合移相电路，经实验在1 MHz 高频感应加热场合完全适用。
1 模数结合移相电路图1是一种由高速比较器、锁相倍频电路和J-K触发器构成的90～180连续可调模数结合移相电路。
B处的信号是从串联逆变主电路电流采样放大后获得的，若与过零比较器比较，则输出占空比为0．5的方波信号。
通过调节A处电平与B处0电平以上的正弦波上升沿脉冲比较，使C处输出方波上升沿滞后一个相角度，构成一个0～90连续可调的移相电路。
若所需移相角小于90，则无需后级的锁相倍频和J-K触发器构成的90移相电路。
KJ004可控硅移相电路
KJ004可控硅移相电路可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中,作可控硅的双路脉冲移相触发。
器件输出两路相差180度的移相脉冲,可以方便地构成全控桥式触发器线路。
电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低,有脉冲列调制输出端等功能与特点。
一、电路工作原理：电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏形电压、移相电压及锯齿波电压综合比较放大电路和功率放大电路四部分组成。
电原理见下图：锯齿波的斜率决定于外接电阻R6、RW1,流出的充电电流和积分电容C1的数值。
对不同的移相控制电压VY,只有改变权电阻R1、R2的比例,调节相应的偏移电压VP。
同时调整锯齿波斜率电位器RW1,可以使不同的移相控制电压获得整个移相范围。
触发电路为正极性型,即移相电压增加,导通角增大。
R7和C2形成微分电路,改变R7和C2的值,可获得不同的脉宽输出。
的同步电压为任意值。
二、封装形式电路采用双列直插C—16白瓷和黑瓷两种外壳封装,外形尺寸按电子工业部部颁标准。
《半导体集成电路外形尺寸》SJll00—76功能输出空锯齿波形成-Vee(1kΩ)空地同步输入综合比较空微分阻容封锁调制输出+Vcc引线脚号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16三、典型接线图及各点波形同步串联电阻R4的选择按右式计算：R4=同步电压/2～3×103（Ω）各点波形式如右图所示四、电参数：1.电源电压：直流+15V、-15V,允许波动土5％(±10％时功能正常)。
2.KJ004电源电流：正电流≤15mA,负电流≤10mA。
3.同步电压：任意值。
4.同步输入端允许最大同步电流：6mA(有效值)5.移相范围≥1700(同步电压30V,同步输入电阻15kΩ)6.锯齿波幅度：≥10V(幅度以锯齿波平顶为准)。
7.输出脉冲：(1)宽度：400μS—2mS(通过改变脉宽阻容元件达到)。
可编程控制移相器设计与实现
数 字移 相主 要 有两 种形 式 ：一种 是 先将 正 弦波信 号数字 化 ， 通过 ２片 ＤＡ转 换芯 片在 单片 机 的控制 下连 续 地循 环输 出 该数 据 ／ 表 ，可 得两 路 正弦波 信 号 ，如若 当所 得 的数 据序 列 不相 同 时 ，转 换后 存 在着 相位 差 。另 一种 是先 将参 考信 号 整形 为方 波 信号 ，并 以此 信 号为 基准 ，延 时 产生 另一 个 同频 的方 波信 号 ，再 通过 波形 变换 电路将 方波 信号 还 原成 正弦 波信 号 。 以延 时 的长 短 来决 定两
移相电路原理及简单设计
移相电路总结(multisim10仿真)2012、7、2原来就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与电感均有移相功能,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就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,得到的就是一个电压超前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 移相电路原理其中第一个图此时,R:0→∞ ,则φ:其中第二个图此时,R:0→∞ ,则φ:而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等Cu iu ou iu oU I 图1 简单的RC 移相U U图2 幅值相等...2cb db U U U =- (111)11111R j RC j C U U U j RC R R j C j C ωωωωω-=-=+++12arctan RCω=∠-其中211U U ==22arctan()RC ϕω=-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。
图3 0~90°移相 图4 270°~360°移相公式推导()RCtg C R k RC j C R U U j H U U U k U U RC j RC j U i ooiωϕωωωωωω111222222=⎪⎭⎫⎝⎛"++====+=-+-+由 ()wRCtg C R k RCj U U j H U UU k U U RC j U i o oi-=⎪⎭⎫⎝⎛"+-====+=-+-+ϕωωωω2221111 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与元件参数的关系,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,其元器件的选择就是十分困难的。
简单的90度移相电路
90度移相电路是一种可以将输入信号的相位移动90度的电路。
这种电路在电子设备和系统中有着广泛的应用，例如用于产生正交信号、进行相位调整等。
以下是一个简单的90度移相电路示例：
1. RC移相电路：该电路由电阻和电容组成，通过调整电阻和电容的值可以实现90度移相。
输入信号经过电阻和电容的串联网络，由于电阻和电容对信号的相位影响不同，使得输出信号的相位相对于输入信号移动了90度。
2. 运算放大器移相电路：该电路使用运算放大器来实现90度移相。
运算放大器具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点，可以方便地实现信号的相位移动。
在运算放大器的反馈回路中接入电阻和电容，通过调整它们的值可以实现90度移相。
需要注意的是，在实际应用中，移相电路的精度和稳定性可能会受到多种因素的影响，例如元件参数的变化、温度变化等。
因此，在设计移相电路时需要考虑这些因素，并采取相应的措施来保证电路的性能。
基于STC89C52的程控移相器的设计
图 ３两级全通滤波器实现 Ｏ 。 ～１ ８ ０ 。 移相
如 图 ３所 示 。
Ｗ Ｗ Ｗ ． ｅ ｉ ｅ １ ６ ９ ． ｃ ｏ ｍ Ｉ １ １
电子电路设计与方案
图 ４ 利用 Ｘ ９ ２ ４ １的 移 相 电 路
●１ ． ２利 用 Ｘ ９ ２ ４ １数字电位器实现程控相移
的 方 波 ，利 用 单片 机 的捕 获 功 能 ，计 量 输入 输 出 信 号之
： —
—
：
ｌ ／ ２ａ ｒ ｃ ｔ ａ ｎｏ ） Ｒｘ ｃ
１ ＋ｊ ｃ ｏ Ｒ ｘ ｃ
等式 （ １ ）
可 见，若 Ｃ 、ｆ 保 持 不变 ，调整 Ｒ ｘ的值 ，可 以改 变输
入输 出信号之 间的相位差。设相移角度为 １ ３ ，则 ：
ｔ ａ ｎ ｆ 一
ｒ１
Ｒｘ ＝ — — — — — — ＿ ＝ Ｉ ， 一
１ ０
１ １ ９ ４． １ ８
５ ０
８ ０ ７ １ ． ２ｌ
生变 化，在波形输 出的同 时，对 Ｕｂ采样 ，对波 形
进 行 相 应 的 处 理 转 换 成 方
２ ０ ２ ４ ６ ５ ． Ｏｌ ６ ０ １ １ ７ ３ ０ ． ４
３ ０
３ ９ １ ０ ． １ ３
比较 ，根据比较结果进 行
图 ２全通 滤波移 相电路图
由表 ｌ可 以看 出相移角度与 电阻值的 函数关系并不是线
性的 ，但可 以发现相移 角度在 Ｏ 。 到９ Ｏ 。 这段区 间内，电阻值 的变化近似线性 ， 相邻的两个相移角度 之间的阻值变化很小 ， 因此 ，可 以采用一款最大值在 ６～８ ｋ Ｑ 的电位器 ，完成相移 在 ０ 。 到９ ０ 。 的变化 ，然 后通过全通滤波移相 电路 的级联 加信 号的反相 器，即可 完成相位角在 ０ 。 ￣ １ ８ ０ 。 之间的相 移，电路
可控硅移相电路
KJ006 / KJ005 可控硅移相电路KJ006 / KJ005可控硅移相电路主要适用于交流电直接供电的双向可控硅或反并联可控硅线路的交流 相位控制。
能由交流电网直接供电并无需外加同步讯号、输岀脉冲变压器和外接直流工作电源 ，并且能直接 与可控硅控制极耦合触发。
具有锯齿波线性好、移相范围宽、控制方式简单、有失交保护、输岀电流大等 优点,是交流调光、调压的理想电路。
KJ006 / KJ005可控硅移相电路同样也适用于半控或全控桥式线路的 相位控制，也可直流供电使用。
电路工作原理：KJ006 / KJ005可控硅移相电路由同步检测、锯齿波形成电路、移相电压和锯齿波电压综合比较放大 电路、功率放大电路和失交保护电路等部分构成。
KJ006 / KJ005可控硅移相电路电路原理图和应用实例 见下图。
锯齿波斜率决定于 R7、RWI 和C1的数值，锯齿波的斜率由5脚的外接电位器 RW1调节。
锯齿波 与6脚引入的移相控制电压进行比较放大 ，由外接R5、C2微分。
脉冲宽度，由R5、C2的值决定，再经功率 放大由9脚输岀，能够得到200mA 的输岀负载能力。
当来自比较放大器的单稳微分触发脉冲没有触发可控 硅时，从 14脚得到的检测信号通过 11脚与12脚的联接，使 9脚又输岀脉冲给可控硅，这样对电感性负载是 非常有利的，此外也能起到锯齿波与移相控制电压失交保护的作用。
如果单纯为了失交保护时，从2脚也可输 出失交脉冲，将2脚与12脚相接也能起到失交保护作用。
用直流供电时应用实例及扩展电流应用图见下页。
对不同的电网电压 KJ006电路同步限流电阻 R1的选择按下式，R 仁电网电压/3〜4X X100Q封装形式：KJ006 / KJ005可控硅移相电路采用双列直插 C-16白瓷和黑瓷两种外壳封装，外形尺寸按电子工业部II功能自生电源失交端空锯齿波形成综合比较地扩展端输岀微分阻容失交微分阻容失交检测同步输入+Vcc脚号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213 14 15 16典型接线图及各点波形EI6 ：血护加廿胆电王1X1!电NIPWJFHI拧已槪川注电时1|IK4 U11^毎脉冲＞11黔KJIM»6仃他供电时痕用实例时加金沌仇电.3HK4菠吐级握KJ006各点渡膨圈电参数：1.电源电压：自生直流电源电压 +12V〜14V;外接直流电源电压+15V,允许波动壬％（±0%时功能正常）。
移相电路设计
移相器电路设计（Phase shifting circuit）原理：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;这里说滞后或超前90度,只是对纯电容纯电感而言,实际应用中是没有纯电容或纯时感的,所以,一个电容或电感的移相效果不可能正好达到滞后或超前90度设计目标：设计实现超前0-180度，滞后0-180度通过两个运算放大器构成微分电路和积分电路。
以下图中的下半部分电路图为例，进行电路分析（运放U2进行）V−=1jwcR+1jwcV i=V ijwRC+1V+=R2R1+R2V i+R1R1+R2V O=12(V i+V o)由虚短可得V−=V+则V ijwRC+1=12(V i+V o)所以V oV i=1−jwRC1+jwRC=H(jw)令w0=1RC,则H(jw)=1−jw/w01+jw/w0=1∠[−2tan−1(ww0)]。
由此可得这个电路通过全部信号而不会改变幅度，且至少有0~-180度变化的可变相位滞后。
下图中的上半部分电路同理可得幅度不变，至少有0~180度变化的可变相位超前。
图8 移相电路此电路使用于过2016年湖南大学生电子设计竞赛 C题简易电能质量检测仪中移相器实现超前滞后180度下面将滞后0-180度的移相器进行Pspice 进行电路分析 当按图设置时仿真波形为：相移 181度。
移相电路设计
攀枝花学院本科（论文）[移相位的设计与测试]学生姓名： **学生学号： *********院（系）： *********年级专业： *******************指导教师： ***************助理指导教师： ***************二〇一一年一月攀枝花学院本科毕业设计（论文）摘要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。
攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTWhen constant linear network in sine signal excitation voltage, current, the response is with the same frequency excitation signal, the sine response and frequency relations, namely for frequency characteristics. It is used phasor forms of network function to said. In electrical engineering and electronics engineering, it is often required in a sure frequency sine excitation signal functions under, obtains a certain output voltage amplitude, relative to the input voltage phase difference within the scope of certain and continuous tunable response (output) signals. This is achieved by regulating circuit device parameters to realize, usually with RC phase shifting network to realize...Keywords Move phase，design，test。
采用PTC7876构成的三相移相触发电路
采用PTC7876构成的三相移相触发电路PTC7876是一种可控硅移相触发专用模块，该模块采用先进的数字波形合成技术，移相精度高、外围电路简单，下图是采用PTC7876（下文简称模块）设计的三相移相触发器电路图，可用于电压调节、电机控制、电镀电源、电加热等工业设备中。
一、电路分析图中三相380V电压从A—C端输入，经电阻R8—RIO限流后送到光耦IC4~JC6．经光耦隔离后输出3路与市电同步的三相脉冲信号，A相信号经IC6光耦隔离转换成50Hz方波同步信号送PTC7876的①脚，该信号是模块的唯一同步信号，其它两路脉冲信号送到模块的②、③脚，这两路脉冲为模块提供相序识别信号，当模块用于单相触发电路时这两路信号可以省略，直接将模块的②、③脚接地。
模块④脚是故障输出信号，当模块发现同步异常时输出低电平，并且自动关闭6路移相触发脉冲．刚接通电源时模块内部锁相环还未进入同步状态，模块④脚输出低电平保护信号．0.5~1.5s后模块进入同步状态，④脚输出高电平，再延时ls左右模块输出6路移相触发脉冲。
模块⑤脚为关闭控制端。
低电平时允许输出，高电平时关闭6路移相触发脉冲，并且模块④脚输出低电乎故障保护信号，⑤脚恢复为低电平后再廷时Is左右输出触发脉冲。
模块⑤脚一般外接一只常闭型急停开关、用于紧急情况下关闭触发脉冲。
模块⑥、⑦脚是内部数字电路接地端．⑨脚是模拟电路接地端，⑧脚是移相控制电压输入端，电容c5和R2组成软启动和软关闭延时电路．加大R2阻值和C5容量，可以增加延时时间。
R3是输入阻抗调整电阻，由于模块的输入阻抗很高，通过R3把输入阻抗降低到47kΩ，低输入阻抗有利于减小外围干扰的引入。
当外接控制信号是4～20rnA电流信号时，R3取值为250n．4—20mA电流信号通过R3时产生1—5v的电压信号，经过运放等辅助电路把卜5V转换成0~5v送模块控制端（有些不同尾缀型号的模块直接支持4～20mA输入信号）．o~5v电压对应的移相范围为180度~-100．移相控制电压与移相角不构成线性关系，模块内含256段线性校正功能，经校正后控制电压与输出电压的有效值成线性关系，更符合操作习惯。
RC可调移相电路设计与研究
99999.9 18.0
电阻箱取值 R/Ω
一个周期水 平方向的长 度/ms
表 3 相位差测量结果 波形对应点 相位差 Δφ/度 移动的长度 /ms
4
理论计算值 Δ /度
考虑电感箱 内阻理论计 算值 Δ /度
0 20 3.0 -54 -90.00 -32.12 0.1 20 2.8 -50.4 -89.8 -32.08 1 20 1.8 -32.4 -88.1 -31.62 10 20 1.4 -25.2 -72.4 -27.62 100 20 0.6 -10.8 -17.4 -11.82 1k 20 0 0 -1.79 -1.71 10k 20 0 0 -0.17 -0.18 99999.9 20 0 0 -0.02 -0.02 实验二： 1.按照图 3.2 搭建电路，其中，电源取 50Hz，14V 交流电压源，两电容 C 取 1uF，电阻 用电阻箱接入。 2.将两电阻箱阻值同时按下表接入电路， 将示波器接入 ab 两端测量 并计算在各个阻 ， 并 记 录 在 表 4 中 ， 同 时 记 录 值 下 的 最 大 值 在 R=0Ω,100Ω,1kΩ,2kΩ,3kΩ,4kΩ,5kΩ,99999.9Ω 下的波形于图 1 中。 并观察电阻箱阻值改变时， 相应的输出电压与电源的相位差，并记录于表 5 中。
一个周期水 平方向的长 度/ms 20 20 20 20 20 20 20 20
表 3 相位差测量结果 波形对应点 相位差 Δφ/度 移动的长度 /ms 3.0 -54 2.8 -50.4 1.8 -32.4 1.4 -25.2 0.6 -10.8 0 0 0 0 0 0
理论计算值 Δ /度 -90.00 -89.8 -88.1 -72.4 -17.4 -1.79 -0.17 -0.02
用于智能天线测试的低成本可调功分移相电路设计
用于智能天线测试的低成本可调功分移相电路设计
一、设计背景：
随着通信技术的迅速发展，人们对天线性能的要求也越来越高，特别
是在射频芯片领域，智能天线的应用越来越广泛。
为了实现对智能天
线的测试，需要使用一种低成本、可调的功分移相电路来精确测量其
性能。
二、方案设计：
1. 电路框图设计
本方案使用传统的功分器和相移网络来实现功分移相电路的设计。
功
分器的作用是将输入信号平分成N路输出，相移网络则是通过改变延
迟线长度来实现相位的调整。
整个电路的控制都通过微控制器来完成，从而实现对功分移相电路的远程控制。
2. 集成程度优化
为了降低成本并提高集成程度，我们将功分器和相移网络进行了集成，这样可以减少电路中的零部件数量，并且使电路更加紧凑。
同时，为
了提高测试精度，我们选择了高精度数字控制元件，使得相位和幅度
控制更加精确。
3. 稳定性优化
为了保证功分移相电路的稳定性，我们使用了高品质的分立元件，并
且在PCB布线时特别留意信号的匹配和阻抗匹配。
此外，我们还加入
了电源滤波与隔离等附加电路，保证功分移相电路的稳定性和可靠性。
三、应用价值：
本方案的优点是低成本、可调性强、设计简单、稳定性好，可以用于
智能天线的测试。
通过实时调整相位和功率，对智能天线的响应进行
更加精确的控制和测试，从而为无线通信提供高效、稳定的解决方案。
可控硅移相触发器KC10应用电路图
可控硅移相触发器KC10应用电路图
相关元件pdf下载：kc10 可控硅移相触发器kcl0主要适用于单相、三相半控桥式供电装置中作可控硅的单路脉冲移相触发。
该触发器具有温漂小，移相线性度好，多种输出结构，同步灵敏度高，移相范围宽等功能和特点。
电参数如下：电源电压：直流+15v，允许波动±5％(±10％功能正常：电源电流：正电流≤15ma。
同步电压：任意值(一般l0v左右)。
移相范围：≥l70°(同步电压20v，同步电阻20kω)。
锯齿波幅度：≥10v(幅度以锯齿波出现平顶为准)。
输出脉冲：a．脉冲宽度：l00µs～3.3 ms(改变脉宽电容达到)。
b．脉冲幅度：>13v(输出接10kf2电阻负载)。
c．最大输出能力：l5ma(吸收电流)。
移相线性误差：≤±1％。
同步输入端允许最大同步电流：3ma(有效值)。
允许使用环境温度：-l0-+70℃。
kc10引脚图kc10的应用电路kc10各点波形图kc10电路本身由锯齿波形成电路，移相电压，偏听偏信移电压和锯齿波电压综合比较放大电路及称相触发脉宽调节电路三部分组成。
同步输入电阻r5、r6可以按下式计算：。
可控硅移相触发器KC785外电路连接图 TCA785 全控桥式触发器
可控硅移相触发器KC785外电路连接图 TCA785 全控桥式触发器
：
KC785可控硅移相触发器主要用在单相、三相全控桥式供电装置中，作可控硅的双路脉冲移相触发。
它有两路相位差180°的移相触发脉冲输出，可以方便地构成全控桥式触发器电路。
该电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽(大于170°)、对同步电压要求低等功能和特点。
可与德国TCA785直接互换。
电参数如下：
电源电压：直流+15V(允许范围l2～18V)。
电源电流：≤l0mA。
移相电压范围：≥-0.5V～(Vcc-2V)。
移相范围：≥l70°。
同步端允许最大同步电流：200µA(有效值)。
输出脉冲：
a．脉冲宽度：无脉冲宽度电容时为30µs；有脉冲宽度电容时为400～600µs。
b．脉冲幅度：高电平≥(VCC-2.5v)：低电平≤2V。
C．最大输出能力：55mA。
KC785引脚图
KC785的内部结构框图和外电路连接图
KC785各引脚波形图。
电路自主设计实验——移相电路
10．参考文献
[1] 齐凤艳 电路实验教程 机械工业出版社 2009
[2] 陈希有 电路理论基础（第三版）高等教育出版社 2003
1/jwC R+1/jwC
-
R R+1/jwC
)Ui
整理得 H(jw)= Ui =1+jwRC 幅频特性|H(jw)|=
1+(wRC )2 1+(wRC )2
Uo 1−jwRC
=1；相频特性ψ (w)=π -2arctg(wRC)· · · · · · · （*）
从以上分析中可以看出，该电路的幅频特性为常量，与频率无关，且具有全通特性；相 频特性与受频率影响，所以该电路可用于移相。 （2）李萨茹图分析 a
姓名: 实验日期:
班级: 节次
学号: 教师签字 绩
移相电路
1.实验目的
(1)了解移相点电路的特点,复习幅频特性与相频特性的测试方法. (2)了解移相电路中工程中的应用.
2.总体设计方案或技术路线
(1)总体方案 用电阻和电容搭建一个二端口网络,该网络的网络函数的模恒为 1,相角受 R,C 的值以及 输入信号的频率控制,并且该网络为全通网络,从而达到移相的目的. 电路搭建完毕后,用示波器测试网络的幅频特性和相频特性,已验证电路的正确性. 用示波器观察二端口网络的输入和输出信号的李萨茹图形,通过李萨茹图形测出输入信 号的频率. (2)技术路线
0.4 1.32 1.0 1.33 5.0 1.1 79.2 2.0 1.33 5.0 1.1 79.2 4.0 1.32 3.5 0.6 61.7 7.0 1.33 2.8 0.6 77.1 10 1.34 2.0 0.4 72.0 15 1.32 3.3 0.7 76.4 20 1.33 2.4 0.4 60.0 25 1.33 4.0 0.7 63.0 30 1.33 3.3 0.3 32.7 35 1.33 2.8 0.4 51.4 40 1.33 2.5 0.4 57.6
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可程控移相电路设计根据下图所示的电路原理框图，自行设计一可程控移相电路，要求最小移相角度不大于1º。
(输入信号：正弦波，1kHz,V P-P=2V)(一)查阅A/D转换芯片TLC5510、随机存贮器6264、D/A转换芯片DAC0832的应用资料。
(二)查阅有关模拟信号移相电路的相关资料。
(三)自行设计实现本实验项目要求的实验电路图。
(四)自拟实验步骤和实验表格，测试所设计电路是否达到实验要求。
控制信号时序图（大概）８位高速A/D转换器TLC5510的应用摘要：TLC5510是美国德州仪器（TI）公司生产的８位半闪速结构模数转换器，它采用CMOS 工艺制造，可提供最小２０Msps的采样率。
可广泛用于数字ＴＶ、医学图像、视频会议、高速数据转换以及ＱＡＭ解调器等方面。
文中介绍了TLC5510的性能指标、引脚功能、内部结构和操作时序，给出了TLC5510的应用线路设计和参考电压的配置方法。
关键词：高速ＡＤ转换；数据采集；TLC5510１概述ＴＬＣ５５１０是美国ＴＩ公司生产的新型模数转换器件（ＡＤＣ），它是一种采用ＣＭＯＳ工艺制造的８位高阻抗并行Ａ／Ｄ芯片，能提供的最小采样率为２０ＭＳＰＳ。
由于ＴＬＣ５５１０采用了半闪速结构及ＣＭＯＳ工艺，因而大大减少了器件中比较器的数量，而且在高速转换的同时能够保持较低的功耗。
在推荐工作条件下，ＴＬＣ５５１０的功耗仅为１３０ｍＷ。
由于ＴＬＣ５５１０不仅具有高速的Ａ／Ｄ转换功能，而且还带有内部采样保持电路，从而大大简化了外围电路的设计；同时，由于其内部带有了标准分压电阻，因而可以从＋５Ｖ的电源获得２Ｖ满刻度的基准电压。
ＴＬＣ５５１０可应用于数字ＴＶ、医学图像、视频会议、高速数据转换以及ＱＡＭ解调器等方面。
２内部结构、引脚说明及工作原理２．１ＴＬＣ５５１０的引脚说明ＴＬＣ５５１０为２４引脚、ＰＳＯＰ表贴封装形式（ＮＳ）。
其引脚排列如图１所示。
各引脚功能如下：ＡＧＮＤ：模拟信号地；ＡＮＡＬＯＧＩＮ：模拟信号输入端；ＣＬＫ：时钟输入端；ＤＧＮＤ：数字信号地；Ｄ１～Ｄ８：数据输出端口。
Ｄ１为数据最低位，Ｄ８为最高位；ＯＥ：输出使能端。
当ＯＥ为低时，Ｄ１～Ｄ８数据有效，当ＯＥ为高时，Ｄ１～Ｄ８为高阻抗；ＶＤＤＡ：模拟电路工作电源；ＶＤＤＤ：数字电路工作电源；ＲＥＦＴＳ：内部参考电压引出端之一，当使用内部电压分压器产生额定的２Ｖ基准电压时，此端短路至ＲＥＦＴ端；ＲＥＦＴ：参考电压引出端之二；ＲＥＦＢ：参考电压引出端之三；ＲＥＦＢＳ：内部参考电压引出端之四，当使用内部电压基准器产生额定的２Ｖ基准电压时，此端短路至ＲＥＦＢ端。
２．２ＴＬＣ５５１０的内部结构及工作过程ＴＬＣ５５１０的内部结构如图２所示。
由图中可以看出：ＴＬＣ５５１０模数转换器内含时钟发生器、内部基准电压分压器、１套高４位采样比较器、编码器、锁存器、２套低４位采样比较器、编码器和１个低４位锁存器等电路。
ＴＬＣ５５１０的外部时钟信号ＣＬＫ通过其内部的时钟发生器可产生３路内部时钟，以驱动３组采样比较器。
基准电压分压器则可用来为这３组比较器提供基准电压。
输出Ａ／Ｄ信号的高４位由高４位编码器直接提供，而低４位的采样数据则由两个低４位的编码器交替提供。
ＴＬＣ５５１０的工作时序见图３。
时钟信号ＣＬＫ在每一个下降沿采集模拟输入信号。
第Ｎ次采集的数据经过２．５个时钟周期的延迟之后，将送到内部数据总线上。
在图３所示的工作时序的控制下，当第一个时钟周期的下降沿到来时，模拟输入电压将被采样到高比较器块和低比较器块，高比较器块在第二个时钟周期的上升沿最后确定高位数据，同时，低基准电压产生与高位数据相应的电压。
低比较块在第三个时钟周期的上升沿的最后确定低位数据。
高位数据和低位数据在第四个时钟周期的上升沿进行组合，这样，第Ｎ次采集的数据经过２．５个时钟周期的延迟之后，便可送到内部数据总线上。
此时如果输出使能ＯＥ有效，则数据便可被送至８位数据总线上。
由于ＣＬＫ的最大周期为５０ｎｓ，因此，ＴＬＣ５５１０数模转换器的最小采样速率可以达到２０ＭＳＰＳ。
３在线阵ＣＣＤ数据系统中的应用图４为ＴＬＣ５５１０的典型外接电路。
图中的ＦＢ１～ＦＢ３为高频磁珠，模拟供电电源ＡＶＤＤ经ＦＢ１～ＦＢ３为三部分模拟电路提供工作电流，以获得更好的高频去耦效果。
笔者研制的该线阵ＣＣＤ数据采集系统主要由时序发生器、ＣＣＤ驱动电路、视频信号预处理电路及ＡＤＣ、数据存储器、ＰＣ机等组成。
ＴＬＣ５５１０的高速、内带采样保持电路等特点使其更利于该设计。
ＴＬＣ５５１０的主要作用是将ＣＣＤ输出的高速模拟视频信号转换为与其模拟幅值相对应的８位数字视频信号。
图５是笔者设计的视频信号Ａ／Ｄ转换器ＴＬＣ５５１０的外围电路。
ＴＬＣ５５１０可使用外部和内部两种基准电压连接方法。
其中外部基准电压从引脚ＲＥＦＴ和ＲＥＦＢ接入，并应满足：ＶＲＥＦＢ＋２Ｖ≤ＶＲＥＦ≤ＶＤＤＡ０≤ＶＲＥＦＢ≤ＶＲＥＦＢ－２Ｖ２Ｖ≤ＶＲＥＦＴ－ＶＲＥＦＢ≤５Ｖ对于从零电平开始的正极性模拟输入电压，ＲＥＦＢ应当连接到模拟地ＡＧＮＤ。
ＶＲＥＦＴ的范围为２Ｖ～５Ｖ。
如果要简化电路，可利用ＴＬＣ５５１０的内部分压电阻从模拟电源电压ＶＤＤＡ上取得基准电压。
在本设计中，ＣＣＤ输出的模拟视频信号经过反相、滤波、放大之后即为从零电平开始的正极性模拟电压信号。
因此，为了简化电路并同时满足设计要求，笔者选用了ＴＬＣ５５１０的内部基准方式，同时，因为ＣＣＤ视频信号是２Ｖ基准，所以，根据ＴＬＣ５５１０的自身的特点，在设计过程中，笔者将ＲＥＦＢＳ端与ＡＧＮＤ，而将ＲＥＦＴＳ与ＶＤＤＡ端相连，同时将ＲＥＦＢＳ短接至ＲＥＦＢ端，ＲＥＦＴＳ短接至ＲＥＦＴ端来获得２Ｖ基准电压。
在用该数据采集系统采集数据的过程中，当ＣＣＤ输出端输出视频信号时，在由时序发生器产生的Ａ／Ｄ转换控制时钟ＣＬＫ的同步控制下，ＴＬＣ５５１０会将差动放大、低通滤波后的ＣＣＤ模拟视频信号实时地转换为与其模拟幅值相对应的８位数字信号，当ＴＬＣ５５１０的输出使能ＯＥ为低电平且高速数据存储器的地址译码控制和写控制均有效时，系统可将转换结果存入高速数据存储器，以等待ＰＣ机的读取。
为了使ＣＣＤ输出的视频信号能够正确可靠的转换和存储，在设计过程中，笔者对ＴＬＣ５５１０的工作控制时钟ＣＬＫ、输出使能ＯＥ及高速数据存储器的地址译码控制时钟、读写控制时钟的周期做了具体的时间预算，并对它们之间的逻辑相位关系做了详细的研究。
根据预算，笔者将时序发生器内部的计数器、比较器、逻辑门以及Ｄ触发器等进行逐级分频和逻辑组合，从而使其产生正确可靠的时序逻辑。
系统及数据分析实验证明，采用ＴＬＣ５５１０作为线阵ＣＣＤ视频信号的Ａ／Ｄ转换芯片，其接口电路简单实用，使用方便，稳定性好。
４结束语在对ＴＬＣ５５１０模数转换器及其在线阵ＣＣＤ数据采集系统的应用设计中，笔者通过实验总结出如下经验：（１）为了减少系统噪声，外部模拟和数字电路应当分离，并应尽可能屏蔽。
（２）因为ＴＬＣ５５１０芯片的ＡＧＮＤ和ＤＧＮＤ在内部没有连接，所以，这些引脚需要在外部进行连接。
为了使拾取到的噪声最小，最好把隔开的双绞线电缆用于电源线。
同时，在印制电路板布局上还应当使用模拟和数字地平面。
（３）ＶＤＤＡ至ＡＧＮＤ和ＶＤＤＤ至ＤＧＮＤ之间应当分别用１μＦ电容去耦，推荐使用陶瓷电容器。
对于模拟和数字地，为了保证无固态噪声的接地连接，试验时应当小心。
（４）ＶＤＤＡ、ＡＧＮＤ以及ＡＮＡＬＯＧＩＮ引脚应当与高频引脚ＣＬＫ和Ｄ０～Ｄ７隔离开。
在印制电路板上，ＡＧＮＤ的走线应当尽可能地放在ＡＮＡＬＯＧＩＮ走线的两侧以供屏蔽之用。
（５）为了保证ＴＬＣ５５１０的工作性能，系统电源最好不要采用开关电源。
基于TLC5510的数据采集系统设计1 TLC5510简介TLC5510是美国德州仪器(TI)公司的8位半闪速架构A／D转换器。
采用CMOS工艺，大大减少比较器数。
TLC5510最大可提供20 Ms／s的采样率，可广泛应用于高速数据转换、数字TV、医学图像、视频会议以及QAM解调器等领域。
TLC5510的工作电源为5 V，功耗为100 mW(典型值)。
内置采样保持电路，可简化外围电路设计。
TLC5510具有高阻抗并行接口和内部基准电阻，模拟输入范围为0.6 V～2.6 V。
1.1 引脚功能描述TLC5510采用24引脚的贴片封装，其引脚配置如图1所示，各引脚功能描述如下：AGND：模拟信号地；ANGLOG IN：模拟信号输入端；CLK：时钟输入端；DGND：数字信号地；D1～D8：数据输出端。
D1为数据低位，D8为数据高位；OE：输出使能端。
OE为低电平时数据端有效，否则数据端为高阻态；VDDA：模拟电路工作电压；VDDD：数字电路工作电压；REFTS：内部参考电压。
当内部分压器输出额定2 V基准电压时，该端短路至REFT；REFT：参考电压(T代表Top为2.6 V)；REFB：参考电压(B代表Bottom为0.6 V)；REFBS：参考电压。
当内部分压器产生2 V的额定基准电压时，该端短路至REFB。
1.2 典型应用电路TLC5510的基准电源有多种接法，根据不同场合选择适当基准电源，利用内部基准源，TLC5510典型应用电路如图2所示。
由于其测量范围为0.6 V～2.6 V(即：TLC5510在转换时模拟输入0.6 V时对应数字输出00 000 000，2.6 V对应的数字输出11111 111)，因此输入信号在进入TLC5510之前要埘其处理，要使该输入信号处于量程内，应加入一个1.6 V的直流分量。
2 基于TLC5510的数据采集设计2.1 两级采样TLC5510虽采样率高，但受干扰严重。
基于上述特点，将TLC5510运用于宽频数字示波器的数据采集。
为了提高抗干扰能力，专门设计一个有源晶振模块为TLC5510提供采样时钟，但导致采样率不可调。
为了解决这个问题，采用两级采样。
第一级采样为控制A／D转换器对外围的电信号高速采样，并将其采样保存到FPGA内部寄存器，该级采样率恒定不变，并由硬件设计实现；第二级采样为软件采样，即由FPGA采样控制模块从寄存器中提取第一级采集结果，该级采样率是可调的。
2.2 等效采样根据奈奎斯特定律，采样频率高于信号频率的两倍就可恢复原波形。
当采样频率等于或小于信号频率可采用等效采样，在不同周期获取不同相位的幅值，根据相位将幅值连续排列即可复原波形。
采用内触发采样，即巾被测信号的某相位点位为触发，然后存储。
其实现过程：每一个完整的采样需采集256个点，每一个采样点都是由相同电平触发，触发后启动FPGA内部的计数器，对高频脉冲记数，脉冲数不同，代表相位也不相同。
经过256个周期，就可采集256个不同的相位点。