移相器实验报告

西安邮电大学

电子科学技术前沿实验报告

实验名称：移相器实验

姓名：于小媛

专业：物理电子学

学号：1606210002

移相器实验

实验目的：

了解运算放大器构成的移相电路的原理及工作情况

实验仪器：

移相器、音频振荡器、双线（双踪）示波器、主、副电源

实验原理：

移相器：一种用以调节交流电压相位的装置。移相器一般是多相的，其结构如图所示。它和一台被旋转的绕线式三相异步电动机相似。通常定子绕组作为原绕组，转子绕组为副绕组。在移相器的转子转轴上装有一套蜗轮蜗杆。转动蜗轮蜗杆，能使移相器的转子相对于定子在一定范围内转动。当定子上的原绕组接三相交流电源后，气隙里产生的旋转磁场将在原、副绕组中分别感应出电动势E1和E2。其大小与各绕组的有效匝数成正比，而相位决定于原、副绕组轴线之间的相对位置。例如原、副绕组轴线在空间位置上彼此相差α电角度,忽略它们的漏阻抗电压降，可以得到原、副边电压的关系为

U1≈－E1

式中nsr是原、副边绕组的变比。改变转子的位置,可以改变副边电压相对于原边电压的相位，但输出电压的大小不变。

运算放大器：运放如图有两个输入端a（反相输入端），b（同相输入端）和一个输出端o。也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。当电压U-加在a 端和公共端（公共端是电压为零的点，它相当于电路中的参考结点。）之间，且其实际方向从a 端高于公共端时，输出电压U实际方向则自公共端指向o端，即两者的方向正好相反。当输入电压U+加在b端和公共端之间，U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见，a端和b 端分别用"-"和"+"号标出，但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。反转放大器和非反转放大器如下图：

一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。

运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放，其输出

可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。

运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。

运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比，在音频段有：输出电压=A0（E1-E2），其中，A0 是运放的低频开环增益（如 100dB，即 100000 倍），E1 是同相端的输入信号电压，E2 是反相端的输入信号电压。

实验步骤：

(1)了解移相器在实验仪所在位置及电路原理

(2)将音频振荡器的信号引入移相器的输入端（音频信号从０°、１８０°插口输出均可），开启主、副电源。

(3)将示波器的两根线分别接到移相的输入和输出端，调整示波器，观察示波器的波形。

(4)旋动移相器上的电位器，观察两个波形间相位的变化。

(5)改变音频振荡器的频率,观察不同频率的最大移相范围。

实验数据：

通过观察当音频振荡器的频率为4khz、5khz、6khz、7khz、8khz、9khz、10khz 时最大移相范围是不同的。