移相器的设计实验
实验报告移相剖析

实验四移相实验一、实验目的了解移相电路的原理和应用。
二、实验仪器移相器、信号源、示波器(自备)三、实验原理由运算放大器构成的移相器原理图如下图所示:图4-1 移相器原理图通过调节Rw,改变RC充放电时间常数,从而改变信号的相位。
四、实验步骤1.将“信号源”的U S100幅值调节为6V,频率调节电位器逆时针旋到底,将U S100与“移相器”输入端相连接。
2.打开“直流电源”开关,“移相器”的输入端与输出端分别接示波器的两个通道,调整示波器,观察两路波形。
3.调节“移相器”的相位调节电位器,观察两路波形的相位差。
4.实验结束后,关闭实验台电源,整理好实验设备。
五、实验报告根据实验现象,对照移相器原理图分析其工作原理。
(1)当两波形的相位差最大时:(2)当两波形的相位差最小时:六、注意事项实验过程中正弦信号通过移相器后波形局部有失真,这并非仪器故障。
实验五相敏检波实验一、实验目的了解相敏检波电路的原理和应用。
二、实验仪器移相器、相敏检波器、低通滤波器、信号源、示波器(自备)、电压温度频率表三、实验原理开关相敏检波器原理图如图5-1所示,示意图如图5-2所示:图5-1 检波器原理图图5-2 检波器示意图图5-1中Ui为输入信号端,AC为交流参考电压输入端,Uo为检波信号输出端,DC为直流参考电压输入端。
当AC、DC端输入控制电压信号时,通过差动电路的作用使、处于开或关的状态,从而把Ui端输入的正弦信号转换成全波整流信号。
输入端信号与AC参考输入端信号频率相同,相位不同时,检波输出的波形也不相同。
当两者相位相同时,输出为正半周的全波信号,反之,输出为负半周的全波信号。
四、实验步骤1.打开“直流电源”开关,将“信号源”U S1 00输出调节为1kHz,Vp-p=8V的正弦信号(用示波器检测),然后接到“相敏检波器”输入端Ui。
2.将直流稳压电源的波段开关打到“±4V”处,然后将“U+”“GND1”接“相敏检波器”的“DC”“GND”。
移相器设计

移相器的设计学生姓名:学生学号: ________ 院(系): ____________ 年级专业: _______________ 指导教师: _____二〇一二年十二月1目录移相器的设计 (3)第1章方案设计与论证 (3)1.1无源移相器 (3)1.2方案论证 (4)第2章理论计算 (4)2.1原理分析 (4)2.2电路参数设计 (7)第3章原理电路设计 (7)3.1低端电路图设计 (7)3.2高端电路图设计 (8)3.3可调电路图设计 (8)第4章设计仿真 (8)4.1仿真软件使用 (9)4.2电路仿真 (9)4.3数据记录 (14)第5章结果分析 (14)5.1结论分析 (14)5.2设计工作评估 (14)5.3体会 (14)2移相器的设计第1章方案设计与论证1 常见移相器1.1 无源移相器1.1.1 rc50%50%改变阻值就可以改变阻抗,阻抗为容性。
1.1.2 rl50%50%改变阻值就可以改变阻抗,阻抗为感性。
1.1.3 rlc50%50%改变任意元件都可以改变阻抗,其阻抗角范围很大,阻抗即可以是感性,也可以是容性。
1.1.4 lc50%改变任意元件都可以改变阻抗,阻抗角只能是90度的倍数。
1.1.5 桥式RC50%可以不改变有效值,阻抗角为0~-180,为容性。
改变两电容容值即可改变阻抗角。
1.1.6 桥式RL50%可以不改变有效值,阻抗角为0~180度,为感性。
341.2 方案论证1.2.1 比较1.1.1和1.1.2都可以改变相位差,但同时也改变了有效值。
1.1.3跟前2个功能一样,但结构复杂。
1.1.4只能改变90度的相位,对于90度以内的,它无能为力,也可以改变有效值。
1.1.5和1.1.6都不改变有效值,相位变化范围大。
1.2.2 确定本实验采用1.1.5方案,因为它的相位变化范围大,且不改变有效值。
第2章 理论计算2.1 原理分析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。
移相器相敏检波器实验

实验二移相器相敏检波器实验一、实验目的:了解移相器、相敏检波器的工作原理。
二、基本原理:1、移相器工作原理:图2—1为移相器电路原理图与调理电路中的移相器单元面板图。
图2—1 移相器原理图与面板图图中,IC1、R1、R2、R3、C1 构成一阶移相器(超前),在R2=R1的条件下,其幅频特性和相频特性分别表示为:KF1(jω)=Vi/V1=-(1-jωR3C1)/(1+jωR3C1)KF1(ω)=1ΦF1(ω)=-л-2tg-1ωR3C1其中:ω=2лf,f为输入信号频率。
同理由IC2,R4,R5,Rw,C3构成另一个一阶移相器(滞后),在R5=R4条件下的特性为:KF2(jω)=Vo/V1=-(1-jωRwC3)/(1+jωRwC3)KF2(ω)=1ΦF2(ω)=-л-2tg-1ωRwC3由此可见,根据幅频特性公式,移相前后的信号幅值相等。
根据相频特性公式,相移角度的大小和信号频率f及电路中阻容元件的数值有关。
显然,当移相电位器Rw=0,上式中ΦF2=0,因此ΦF1决定了图7—1所示的二阶移相器的初始移相角:即ΦF=ΦF1=-л-2tg-12лfR3C1若调整移相电位器Rw,则相应的移相范围为:ΔΦF=ΦF1-ΦF2=-2tg-12лfR3C1+2tg-12лfΔRwC3已知R3=10KΩ,C1=6800p,△Rw=10kΩ,C3=0.022μF,如果输入信号频率f一旦确定,即可计算出图2—1所示二阶移相器的初始移相角和移相范围。
2、相敏检波器工作原理:图2—2为相敏检波器(开关式)原理图与调理电路中的相敏检波器面板图。
图中,AC为交流参考电压输入端,DC为直流参考电压输入端,Vi端为检波信号输入端,Vo端为检波输出端。
图2—2 相敏检波器原理图与面板图原理图中各元器件的作用:C1交流耦合电容并隔离直流;A1反相过零比较器,将参考电压正弦波转换成矩形波(开关波+14V ~-14V);D1二极管箝位得到合适的开关波形V7≤0V (0 ~-14V),为电子开关Q1提供合适的工作点;Q1是结型场效应管,工作在开或关的状态;A2工作在反相器或跟随器状态;R6限流电阻起保护集成块作用。
哈工大电路自主设计实验

移相电路的设计测试以及李萨如图形的观测1、实验目的学习设计移相器电路的方法了解移相电路中工程中的应用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进一步熟悉示波器的使用和相关仿真软件Multisim的操作通过观察李萨如图形总结图形规律通过设计、搭接、安装及调试移相器,培养工程实践能力2、总体设计方案或技术路线设计方案实验开始前先对移相电路幅频、相频特性进行软件仿真,观察仿真结果。
设计一个 RC 电路移相器,该移相器输入正弦信号,由信号发生器提供。
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,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。
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相对输入电压的相移范围,用示波器测试网络的幅频特性和相频特性,验证电路的正确性。
分别固定频率和电容、固定频率和电阻,改变剩余变量来观察相位规律。
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和相位差。
最后通过调节频率来改变李萨如图形,并通过观察总结图形规律。
技术路线1、采用X型RC移相电路,确定测试线路图。
1、对电路进行软件仿真,观察幅频相频特性。
3、确定测试仪器及安装移相器所需器材,搭建移相电路。
4、测量移相电路频率特性,以及如何通过阻值和电容改变相位的规律。
5、分析测试结果是否符合要求,若不符合,调整电路重新测试。
6、观察李萨如图。
7、通过李萨如图的观测计算出输入频率和相位。
8、通过调节频率来观察其他李萨如图形,总结图形规律。
3、实验电路图RRCCa bc d1U 2U +_+_1U 2U +_R Rc d+_a CC(a )设计电路图 (b )等效4、仪器设备名称、型号交流电压表(AS2294D 型)-测量电压最高300V-频率5Hz~2MHz 示波器-测量带宽DC~60MHz-电压峰峰值16mV~40V 信号源-频率20MHz-电压 7-8V(有效值) 电阻-10k Ω-2只 电容-0.1uF-2只 电阻箱-0~99999Ω 电容箱-0~1.111uF 导线-若干5、理论分析或仿真分析结果X 型RC 移相电路输出电压.2U为:...2cb db U U U =- (111)11111R j RC j C U U U j RC R R j C j C ωωωωω-=-=+++2121()2arctan 1()RC U RCRC ωωω+=∠-+221121()1()RC U U U RC ωω+==+22arctan()RC ϕω=-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。
移相器的设计与测试试验报告

本科学生综合性、设计性
实验报告
项目组长学号
成员
专业电气工程与自动化班级班
实验项目名称移相器的设计与测试
指导教师及职称
开课学期至学年一学期
上课时间年11 月23 日
一、实验设计方案
实验名称:移相器的设计与测试实验时间:2009.11.23
小组合作:是○否○小组成员:
1、实验目的:(1)学习设计移相器电路的方法。
(2)掌握移相器电路的测试方法。
(3)通过设计、搭接、安装及调式移相器,培养工程实践能力。
2、实验场地及仪器、设备和材料:交流电源,电阻2个,滑动电容2个,滤波器,开关,导线。
3、实验思路(实验内容、数据处理方法及实验步骤等)
1).实验内容:设计一个RC电路移相器,该移相器输入正弦信号源电压有效值U1 =1V,频率为2kHz,由函数信号发生器提供。
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。
2). 试验步骤:a. 设计出试验线路图。
b. 计算出所需参数。
c. 验证和测试线路图。
指导老师对实验设计方案的意见
指导老师签名:年月日
二、实验结果与分析
1、实验目的、场地及仪器、设备和材料、实验思路等见实验设计方案
2、实验现象、数据及结果。
当C=16.489nf时
当C为无穷大时
3、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论
4、结论: 通过对滑动电容的调节,使输出电压相对于输入电压相移在
45°—180°连续可调,从而达到试验要求。
移相信号发生器实验

移相信号发生器设计实验 一、数字移相正弦信号发生器设计1. 实验目的:学习直接数字综合器DDS及基于此模块的数字信号发生器的设计和实现。
2. 实验原理:图1是此电路模型图,其中“FWORD”是8位频率控制字,控制输出正弦信号的相移量;其“PWORD”是8位相移控制字,控制输出正弦信号的相移量;ADDER32B和ADDER10B分别为32位和10位加法器;SIN_ROM 是存放正弦波数据的ROM,10位数据线,10位地址线,其中的数据文件是LUT10X10.mif,可由MATLAB直接生成;REG32B和REG10B分别是32位和10位寄存器;POUT和FOUT分别为10位输出,可以分别与两个高速D/A相接,他们分别输出参考信号和可移相正弦波信号。
图2是完整结构图。
图1 基于DDS的数字移相信号发生器电路模型图 3. 首先利用VHDL完成10位输出数据宽度的移相信号发生器的设计,其中包括设计正弦波形数据MIF文件(数据深度1024、数据类型是10进制数);给出仿真波形。
最后进行硬件测试,对于GW48系统,选择模式1:CLK接clock0,接1.5MHz;用键4、3控制相位字PWORD输入,键2、1控制频率字FWORD输入。
观察他们的李萨如图形。
然后修改设计,增加幅度控制电路(可以用一乘法器控制输出幅度);最后可利用MATLAB设计和硬件实现。
二、设计步骤例1是移相信号发生器的顶层设计,工程文件名可取DDS_VHDL.vhd【例1】正弦信号发生器顶层设计LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DDS_VHDL IS -- 顶层设计PORT ( CLK : IN STD_LOGIC;FWORD : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);PWORD : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);FOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);POUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0) );END;ARCHITECTURE one OF DDS_VHDL ISCOMPONENT REG32BPORT ( LOAD : IN STD_LOGIC;DIN : IN STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0) );END COMPONENT;COMPONENT REG10BPORT ( LOAD : IN STD_LOGIC;DIN : IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0) );END COMPONENT;COMPONENT ADDER32BPORT ( A : IN STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);B : IN STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);S : OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0) );END COMPONENT;COMPONENT ADDER10BPORT ( A : IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);B : IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);S : OUT STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0) );END COMPONENT;COMPONENT SIN_ROMPORT ( address : IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);inclock: IN STD_LOGIC ;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0));END COMPONENT;SIGNAL F32B : STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);SIGNAL D32B : STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);SIGNAL DIN32B : STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);SIGNAL P10B : STD_LOGIC_VECTOR( 9 DOWNTO 0);SIGNAL LIN10B : STD_LOGIC_VECTOR( 9 DOWNTO 0);SIGNAL SIN10B : STD_LOGIC_VECTOR( 9 DOWNTO 0);BEGINF32B(27 DOWNTO 20)<=FWORD ; F32B(31 DOWNTO 28)<="0000";F32B(19 DOWNTO 0)<="00000000000000000000" ;P10B( 9 DOWNTO 2)<=PWORD ; P10B( 1 DOWNTO 0)<="00" ;u1 : ADDER32B PORT MAP( A=>F32B,B=>D32B, S=>DIN32B );u2 : REG32B PORT MAP( DOUT=>D32B,DIN=> DIN32B, LOAD=>CLK );u3 : SIN_ROM PORT MAP( address=>SIN10B, q=>FOUT, inclock=>CLK );u4 : ADDER10B PORT MAP( A=>P10B,B=>D32B(31 DOWNTO 22),S=>LIN10B );u5 : REG10B PORT MAP( DOUT=>SIN10B,DIN=>LIN10B, LOAD=>CLK );u6 : SIN_ROM PORT MAP( address=>D32B(31 DOWNTO 22), q=>POUT, inclock=>CLK );END;1、创建工程和编辑设计文件首先建立工作库目录,以便设计工程项目的存储。
移相器实验报告lq

移相器实验报告lq摘要:移相器是一种非常重要的电路组件,被广泛应用于各种领域。
本实验利用集成电路LM566,设计并制作了一种可自由调节频率的移相器电路,并对其进行了实验验证。
实验结果表明,所设计的移相器具有较高的准确性和可靠性,频率可调范围较大,具有一定的推广价值。
关键词:移相器;LM566;频率;实验验证一、实验目的1、了解和掌握移相器的基本原理及工作特性;2、利用集成电路LM566设计移相器电路;3、通过实验验证设计的移相器电路的性能,检验所制作的移相器电路是否符合设计要求。
二、实验原理移相器是一种可以使电压波形在时间上发生位移的电路组件。
它具有多种特性,如频率可调、相位差可调、相位变换、相位保持等。
在信号处理、调制、解调、振荡以及滤波等电路系统中,移相器被广泛应用。
常见的移相器电路有RC相移器、LC相移器以及集成电路移相器。
其中,集成电路移相器具有电路简单、相位准确、相位变化范围大等优点,被广泛运用。
本实验采用的是集成电路LM566来设计移相器电路,该芯片具有三角波振荡器、相位比较器以及跟随器等功能。
本实验的设计思路是利用LM566产生三角波信号,通过相位比较器将输入信号与三角波信号进行比较,产生相位差,最后再通过跟随器进行输出。
实验原理图如下所示:其中,LM566的钳制电压可以任意调整,从而实现了输出信号频率可调的目的。
需要注意的是,当调整频率较高时,应适当增加对应数值的电容值,以保证移相器的稳定性。
三、实验步骤1、将电路连接好,电源电压为12V。
接下来依次调整和观察以下几个参数:(1)调整 R1 电阻值,观察输出波形频率的变化;四、实验结果及分析1、输出波形概述根据调整的参数,本实验得到了移相器输出的三角波及正弦波形,如下图所示:其中,图(a)为移相器输出的三角波形,可以看出波形经过了60°相位变化,频率为1kHz;图(b)为移相器输出的正弦波形,可以看出波形相位经过了60°的变化。
实验报告移相

实验四移相实验一、实验目的了解移相电路的原理和应用。
二、实验仪器移相器、信号源、示波器(自备)三、实验原理由运算放大器构成的移相器原理图如下图所示:图4-1 移相器原理图通过调节Rw,改变RC充放电时间常数,从而改变信号的相位。
四、实验步骤1.将“信号源”的U S100幅值调节为6V,频率调节电位器逆时针旋到底,将U S100与“移相器”输入端相连接。
2.打开“直流电源”开关,“移相器”的输入端与输出端分别接示波器的两个通道,调整示波器,观察两路波形。
3.调节“移相器”的相位调节电位器,观察两路波形的相位差。
4.实验结束后,关闭实验台电源,整理好实验设备。
五、实验报告根据实验现象,对照移相器原理图分析其工作原理。
(1)当两波形的相位差最大时:(2)当两波形的相位差最小时:六、注意事项实验过程中正弦信号通过移相器后波形局部有失真,这并非仪器故障。
实验五相敏检波实验一、实验目的了解相敏检波电路的原理和应用。
二、实验仪器移相器、相敏检波器、低通滤波器、信号源、示波器(自备)、电压温度频率表三、实验原理开关相敏检波器原理图如图5-1所示,示意图如图5-2所示:图5-1 检波器原理图图5-2 检波器示意图图5-1中Ui为输入信号端,AC为交流参考电压输入端,Uo为检波信号输出端,DC为直流参考电压输入端。
当AC、DC端输入控制电压信号时,通过差动电路的作用使、处于开或关的状态,从而把Ui端输入的正弦信号转换成全波整流信号。
输入端信号与AC参考输入端信号频率相同,相位不同时,检波输出的波形也不相同。
当两者相位相同时,输出为正半周的全波信号,反之,输出为负半周的全波信号。
四、实验步骤1.打开“直流电源”开关,将“信号源”U S1 00输出调节为1kHz,Vp-p=8V的正弦信号(用示波器检测),然后接到“相敏检波器”输入端Ui。
2.将直流稳压电源的波段开关打到“±4V”处,然后将“U+”“GND1”接“相敏检波器”的“DC”“GND”。
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一、实验目的
1.1.学习设计移相器电路的方法。
1.
2.掌握移相器电路的测试方法。
1.3.通过设计、搭接、安装及调试移相器,培养工程实践能力。
二、实验设备
(记录所用设备的名称型号编号)
将实验中自选的仪器设备和元件列表,并记录型号、规格、数量和编号等。
序号 名称 编号
型号与规格 数量 备注 1 仿真软件 Mutualism
1 2 计算机 P4
1
三、实验原理
线性时不变网络在正弦信号激励下,起响应电压、电流是与激励信号同频率的正弦量,影响与频率的关系,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。
这可通过调节电路原件参数来实现,通常是采用RC 移相网络来实现的。
RC 串联电路,设输入正弦信号,其相量0
110U U V =∠则输出信号电压:
112
111U U U j C
j RC
R j C
ωωω=⨯
=
++
其中输出电压有效值U 2为:
122
=
11(
)
U U w Rc
+
输出电压的相位为:
21arctan
w R c
ϕ=∠
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90度到零度变化。
输入正弦信号电压0
110U U V =∠,响应电压为:
()
()1212
1
arctan w R C 11U jw c
U U w Rc R jw c
=
=∠-++
其中输出电压有效值2U 为:()
122
1U U w Rc =
+
输出电压相位为:
2arctan wRC ϕ=∠-
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00到090-变化。
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,通常是才采用图8.3(a)所示X 型RC 移相电路来实现。
为方便分析,将原电路改画成图所示电路。
2cb db -U U U =
()()
12
112
111-jw =
=2arctan 111+jw 1w jw C w RC R RC jw C
U U U w RC RC RC R R jw c
+-=∠-+++
其中
()()
2
2112
11w w RC U U U RC +=
=+
()22arctan w RC ϕ=-
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。
四 实验内容及步骤
方案比较:(1)采用X 形RC 移相电路:当希望得到输入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入电压时可以采用如下图一中(a )的X 形RC 移相电路来实现。
为方便分析,将原电路图改画成图一(b )所示电路。
a c + + a + U1 U2
U1
C + U2 — d - - — B d b
(a )X 形RC 电路 (b )改画电路 图一 X 形RC 移相电路及其改画电路
(2)RC 串联电路一定:顺时针看电容C 是接在电阻R 的前面,可知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。
设电容C 为一定值,如果R 从0到∞变化,则相位从90º到0º变化。
(3)RC 串联电路二:顺时针看电容C 是接在电阻R 的后面的,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。
设电容C 值不变,如果R 从0至∞变化,则相位从0º到-90º变化。
正确性:设计的方案和电路与要求相符合,都是正确合理的。
优良程度:方案优秀,各有特色。
有上述分析比较及论证可知应该选择第一种方案较好。
1.理论计算:对于方案一理论计算如下:(电路图为图一)X 形RC 移相电路输出电压
U2为
wRC
U wRC
U wRC wRC U jRC jwRC U jwC R R U jwC R jwC
U U U db
cd arctan 2arctan 2)
(1)(111111112
21112-∠=-∠++=
+-=+
-+=
-=
即输出电压有效值为112
22)
(1)(1U U wRC wRC U =++=
输出电压相位为wRC arctan 22-∠=ϕ
以上结果说明,此X 形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。
设电容C 值一定,如果电阻R 值从0到∞变化时,则从0至-180º变化,此时:
①当R=0时,则02=ϕº,输出电压2U 与输入电压1U 同相位 ②当R=∞时,则1802-=ϕº,输出电压2U 与输入电压1U 相反。
③当0< R <∞时,则2ϕ在与0º与180º之间取值。
实验中,由式wRC arctan 22-∠=ϕ计算电阻R 的值,其中电容C 为200nF ,1U =1V ,频率为2.70KHz 。
在计算时取
452=ϕ,则可计算R ,有:
()()
()()20
049=-2arctan 452arctan 2452arctan 2 3.14 2.911020010w R C fR C R πϕ=-⎡⎤
=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⎣⎦
故得103.520R =Ω
2. 电路图
由设计方案及理论计算可用仿真软件连接电路,接好后的电路截屏如下:
3. 调试、测试方法与数据
1.在断开电源的情况下,按图一接线,其中电阻R 有计算知应该选为113.329Ω,电容C 为200nF ,测量1U 、2U 的值,记录测量数据,并验证电压三角关系。
2.设计一个RC 电路移相器,该移相器输入正弦信号源电压有效值11=U V ,频率为 2.91kHz ,由信号源发生器提供。
要求输出电压有效值12=U V ,输出电压相对于输入电压的相移在45º至180º范围内连续可调。
3.设计计算元件值、确定元件,搭建线路、安装及测试输出电压的有效值及
相对输入电压的相移范围是否符合设计要求。
实验中连线接通后正确无误,数据结果截图如下:
(1)示波器的图像:
(2)移相器的图像:(在2700Hz 时读-45.538Deg )
5. 结果分析
在实验的过程中,自己所设计的电路通过示波器观察时,可见两列波的振幅不同,存在一定的差值,而通过老师的指导可知是自己的电压源1U 的选择有误,如果改为信号源,问
题就可以顺利的解决。
修改正确后实验并截图,由截图可知:在示波器的截屏中可以看到两列波是同振幅的,只是存在相位差,为wRC arctan 22-∠=ϕ;而移相器的截图中有当频率为2.70kHz 时,2ϕ为45.538Deg 。
则计算误差如下:
%20.1%10045
45
538.45%1000
=⨯-=
⨯∆=
ϕϕ
δ
分析:实验的误差较小,可以证明对于此次实验的设计与测试是正确的。
而对于误差的来源应该就是实验的系统误差及仪器的测量误差以及电路本身的不够完美。