移相器

实验五电阻、电容移相电路

一、实验目的

1.了解电阻、电容串联电路的移相作用；

2.学会使用双踪示波器、交流毫伏表和低频信号发生器。

二、实验原理

R-C串联电路如图5-1所示，电路的相量图如图5-2所示。

图5-1 R-C移相电路图5-2 电路的相量图

在R-C串联电路中，若输入电压是正弦波，则电路中各处的电压、电流都是正弦波。从相量图可以看出，输

出电压相位引前输入电压相位一个φ角，如果输入电压大小不变，则当改变电源频率f或电路参数R或C时，φ角都

将改变，而且A点的轨迹是一个半圆。同理可以分析出，以电容电压作为输出电压时，输出电压相位滞后输入电压

相位一个φ角。因此，不论以R端或C端作输出，其输出电压较输入电压都具有移相作用，这种作用效果称阻容移

相。

阻容移相环节，在电子技术应用中广泛采用，如移相电路、耦合电路、微分电路、积分电路等等。

三、实验内容与要求

本实验中，由低频信号发生器提供幅值为2V、频率可调的正弦波信号，输入、输出电压的波形及其移相角可

用双踪示波器观察，各处电压的有效值可用交流毫伏表测量。要求根据实验室提供的实验设备完成以下实验内容

的设计：

1.学会用示波器测量交流信号幅值的方法。

2.设计一个由低频信号发生器提供电源信号的RC串联电路，以电阻两端电压作为输出电压。保持电源频率

(f=1kHz)和电容值不变，改变电阻值，用双踪示波器同时观察输入、输出电压的波形及其移相角随电阻值变化而

改变的现象，并设计一个记录电阻值变化时各部分电压测量结果的实验数据表格。测量4～5次。(注意每次改变R

值之后，必须调节信号发生器，使输入电压大小保持不变)。

3.设计一个由低频信号发生器提供电源信号的RC串联电路，以电容两端电压作为输出电压。保持电源频率

(f=1kHz)和电阻值不变，改变电容值，用双踪示波器同时观察输入、输出电压的波形及其移相角随电容值变化而

改变的现象，并设计一个记录电容值变化时各部分电压测量结果的实验数据表格。测量4～5次。(注意每次改变电

容值之后，必须调节信号发生器，使输入电压大小保持不变)。

4.采用“要求”2的线路，电路参数保持不变，改变电源频率，用双踪示波器同时观察输入、输出电压的波形及其

移相角随电阻值变化而改变的现象，并设计一个记录电源频率变化时各部分电压测量结果的实验数据表格。测量4

～5次。(注意每次改变R值之后，必须调节信号发生器，使输入电压大小保持不变)。

四、实验设备

实验室可提供的设备见表5-1。

表5-1

五、实验报告要求

1.实验题目、目的、内容(包括设计的实验电路和实验数据表格)；

2.整理实验数据，填入表格中；

3.根据测得的U i，U R，U C电压值，画出相量图，并且与理论分析进行比较。

六、注意事项

1.实验前，仔细阅读第三章第五节关于示波器的简单原理及使用方法；

2.测量数据或观察波形时，注意所用仪器要“共地”；

3.信号发生器的输出阻抗选择50Ω一挡。

七、思考题

1.阻容移相的含意是什么?有什么实际意义?

2.使用仪器为什么要强调“共地”?

移相器的作用是将信号的相位移动一个角度。其工作原理根据不同的构成而存在差异。如晶体管电路，可在输入端加入一个控制信号来控制移相大小；在有些电路中则利用阻容电路的延时达到移相；在单片机控制系统还可利用内部定时器达到移相的目的。