移相电路原理及简单设计.docx
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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
精品资料
（2）RC移相电路原理
uRuiC
iuo
C
uoUR
I
RφUC
U
图1简单的RC移相
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
a
+
R
U1c
C
+U2_d
CR
_
图2幅值相等
...
U2Ucb
1
jC
Udb
.
R.1
jRC.
1U1
1U1
U1
1jRC
RR
jCjC
1（RC）2
U1
1（RC）2
2arctanRC
其中
1（RC）2
U2U1U1
1（RC）2
22arctan（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。
R1R2R1R2
uiC
R
uouo
ui
R
C
图30~90°移相图4270°~360°移相
R
uiR1C
uiRCR1
uouo
R2R2
图590°~180°移相图6180°~270°移相
公式推导
i
UjRCU
1jRC
U1U
i
1jRC
UkUo
由UUU
2R2C2
jRC
UkUo
由UUU
1jRC
Hjo
Uik1
tg1
2R2C2
Hjo
Uik1
tgwRC
2R2C2
RC
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。
R1R2R1R2
uiC
R
uouo
ui
R
精品资料C
图70~180°超前移相图60~180°滞后移相
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：
另外，可将各移相电路级联，组成0-360度移相电路。
5、multisim10仿真
XSC1
3
A
V1
B
10Vrms
50Hz
0°
R11
C110nF
C
DTG
1MΩ
Key=A
55%
0
图9RC原理图及仿真结果
图10仅相移，幅值不变
图11与运放组成的移相电路
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。
10kΩ10kΩ
0~180°滞后移相
R1=R2则Ui=Uo
|H（jw）|=1
arctanφ=π-2arctan1/wRc
若wRC=1,则φ=90°
1kHz信号，要求相移0度到90度
选定电容10nf,电位器20k（90度时16k）
图12电路图
图13R=0欧时
图14R=20k时
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
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