移相电路原理及简单设计说明

2021年2月9日发(作者：加班费)

移相电路总结（

multisim1 0

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，

< p>
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

,< /p>

电感的端电压超

前于电流

90

< p>
度

,

这就是电容电感移相的结果

< br>;

先说电容移相

,< /p>

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

,

< p>
电压

趋于

0,

随着电容充 电量增加

,

电流渐而变小

,

< p>
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

,

< p>
端电压最小

,

电流量

大< /p>

,

得到的是一个电压超前

90

< p>
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

u

i

R

C

u

o

u

i

C

R

u

o

U

R

φ

U

I

U

C

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

.

页脚

图

2

幅值相等

U

.

?

U

.

.

2

cb< /p>

?

U

db

1

?

j

?

C

R

.

1

?

j

?

< br>RC

.

R

?

1

U

.

1

?

1

U

1

?

1

?

j

?

RC

U

< p>
1

j

?

C

R

?

j

?

C

?

1

?

(

?

RC

)

2

1

?

(

?

RC

)

2

U

1

?

?

< p>
2arctan

?

RC

其中

U

?< /p>

(

?

RC

)

2

2

?

1

1

?

(

?

RC

)

2

U

1

?

U

1

?

2

?

?

2arctan(

?

RC

< p>
)

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。

R

1

R

2

R

1

R

2

u

u

o

u

o

i

C

u

i

R

R

C

图

3

0~90°

移相

图

4

27 0°

~360°

移相

公式推导

.

页脚

u

i

R

1

R

C

u

o

R

2

图

5

90°

~180°< /p>

移相

j

?

RC

?

U

i

1

?

j

?

< p>
RC

?

?

k

U

?

U

?

< br>o

?

?

U

?

由

U

?

?

U

?

?

?

1

?

U

i

1

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j

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RC

?

?

k

U

?

U

?

o

?

?

U

?

由

U

?

?

U

?

?

?

?

U< /p>

?

2

R

2

C

2

?

j

< p>
?

RC

o

H

?

j

?

?

< br>?

?

?

U

i

2

2

?

2

?

k

?

1

?

?

R

C

?

?

?

?

1

tg

?

?

?

RC

< br>?

U

1

?

j

?

RC

H

?

j

?

?

?< /p>

o

?

?

U

2

2

?

2

< p>
?

i

k

?

1

?

?

R

C

?

?

?

?

tg

?

?

?

wRC

以上移相电路分别包括了整个

3 60

°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围都局限在

90

°以，要使其调节的围 增大，可以采用图

7

和图

8

< p>
的电路。

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：

图

7

0~180°

超前移相

图

6

0~180°

滞后移相

R

1

R

2

< br>u

o

R

1

R

2

u

o

u

i

C

u

i

R

R

C

j

?

RC

?

U

< p>
i

1

?

j

?

RC

?

?

< br>R

2

?

U

?

?

U

?

?

?

k

?

U

?

?

U

?

?

U

?

i

O

i

O

R

< br>1

?

R

2

?

?

U

?

由

U

?

?

U

?

?

?

?

U

k

1

?

?

2

R

< br>2

C

2

?

?

2

R

2

C

2

?

j

?

RC

o

H

?

j

?

?

?

< p>
?

?

U

k

1

?

?

2

R

2

C

2

i

?

?

?

?< /p>

另外，可将各移相电路级联，组成

0- 360

度移相电路。

.

页脚

5

、

multisim10

仿真

3

V1

10 Vrms

50 Hz

0°

< br>C1

10nF

R1

1

< p>
XSC1

B

D

C

A

1MΩ

55%

Key =A

0

G

T

图

9 RC

原理图及仿真结果

.

页脚