测控电路-移相电路课程设计报告

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实验原理
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。 图8.1所示所示RC串联电路，设输入正弦信号，其相量 压：
为 2kHz（按学号的最后两位数为你设计的移相电路的工作频率 kHz，如某同学的 学号为 200810501052，其工作频率为 52kHz） ，由信号发生器提供。要求输出电压 有效值 U2=1V，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。
3.2．设计计算元件值、确定元件，搭接线路、安装及测试输出电压的有效值及
0
. .
与输入信号电压 U 1 相反。 当 R 时，则 2 180 ，输出电压 U 2
0
.
当 0 R 时，则 2 在与 0 与 180 之间取值。
0 0
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结论
3 3.1 设计一个
实验内容
RC 电路移相器，该移相器输入正弦信号源电压有效值 U1=1V，频率
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目录
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1.1 学习设计移相器电路的方法
实验目的
1.2 掌握移相器电路的仿真测试方法。软件 Multisim10 附破解补丁.ISO：关闭上
网认证 ftp://210.41.141.79/ 用户名：user /电信专业软件
1.3 通过设计、搭接、安装及调试移相器，培养工程实践能力。
U 1 U100 V ，则输出信号电
.
U2
.
R R 1 j c
U1
.
U1 1 arctan Rc 1 2 1 ( ) Rc
其中输出电压有效值U2为：
U2
U1 1 2 1 ( ) Rc
1 Rc
输出电压的相位为：
2 arctan
由上两式可见，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。 若电容C为一定值，则有，如果R从零至无穷大变化，相位从 900 到 00 变化。
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结论
图8.1 RC串联电路及其相量图
另一种RC串联电路如图8.2所示。
图8.2RC串联电路及其相量图
输入正弦信号电压 U 1 U100 V ，响应电压为：
.
1 U2
.
U1 j c . U1 arctan （ RC） 2 1 1 ( Rc ) R j c
参考文献
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4.1．采用 X 型 RC 移相电路。
实验设计
4.2．电阻 R 值选用 2kΩ，确定电容取值范围。 4.3．确定测试线路图。 4.4．确定测试仪器及安装移相器所需器材。 4.5．安装与测试。 4.6．分析测试结果是否符合要求，若不符合，确定修正设计计算，或调整电路， 重新测试，直至符合为止。

其中
1 ( RC ) 2 1 ( RC ) 2
U1 2 arctan RC
U2
1 ( RC ) 2 1 ( RC ) 2
U1 U1
2 2 arctan( RC )
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。 若电容C值一定，当电阻R值从0至∞变化时，则从0至 1800 变化， 当 R 0 时，则 2 0 ，输出电压 U 2 与输入电压 U 1 同相位。
6 参考文献
2009-6 《电路实验教程》 西南交大出版社 《电路》第五版高等教育出版社
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致谢
感谢陈大兴教授对我们移相位知识的讲解，感谢李会容老师对电路知识的讲解感谢攀枝花 学员在设备上的支持。 。
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相对输入电压的相移范围是否满足设计要求。
3.3．当用信号发生器给移相器提供信号源，用示波器测试输出电压与输入的相
位差及有效值时，如何设计测试电路，才能使示波器的输入端与信号源的输出端 及被测电路有公共接地点，进行正常测试。用合适的仪器测量出频率（幅频、相 频）特性。
3ຫໍສະໝຸດ Baidu
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结论
（a）X型RC电路 图8.3 X型RC移相电路及其改画电路
（b）改画电路
X型RC移相电路输出电压 U 2 为：
.
U 2 U cb U db
.
.
.
1 . R 1 j RC . jC . U1 U1 U1 1 1 1 j RC R R jC jC
其中输出电压有效值 U 2 为：
U2
输出电压相位为：
U1 1 ( RC ) 2
2 arctan RC
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 0 到 90 变化。
0 0
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8.3（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8.3（b）所示电路。
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参考文献
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参考文献
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参考文献
时间差
周期差
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参考文献
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附录 A：XX 公式的推导
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结论
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