电路原理移相器实验设计原理Word格式.docx
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这可通过调节电路元件参数来实现,通常是采用RC移相网络来实现的。
关键词移相位,设计,测试。
摘要13
ABSTRACTII
第1章方案设计与论证2
RC串联电路2
X型RC移相电路2
方案比较2
第2章理论计算2
工作原理2
电路参数设计2
第3章原理电路设计2
低端电路图设计(-45°
-90°
)2
高端电路图设计(-90°
-120°
)
高端电路图设计(-120°
-150°
高端电路图设计(150°
~180°
整体电路图设计2
第4章设计仿真2
仿真软件使用2
电路仿真2
数据记录2
第5章实物测试2
仪器使用(电路板设计)2
电路搭建(电路板制作)2
数据记录(电路板安装)2
第6章结果分析2
结论分析2
设计工作评估2
体会2
第1章方案设计与论证
RC串联电路
图所示所示RC串联电路,设输入正弦信号,其相量
,若电容C为一定值,则有,如果R从零至无穷大变化,相位从
到
变化。
图RC串联电路及其相量图
另一种RC串联电路如图所示。
图串联电路及其相量图
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
X型RC移相电路
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,通常是采用图(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(b)所示电路。
(a)X型RC电路(b)改画电路
图X型RC移相电路及其改画电路
方案比较
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。
(2)RC串联电路一:
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。
第2章理论计算
工作原理
电路参数设计
X型RC移相电路输出电压
为:
其中
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。
设电阻R值一定,如果电容C值从到变化时,则从-45°
至-180o变化,此时:
当C=时,则φ=-45°
输出电压
与输入电压
同相位
当C=时,则φ=-180°
,输出电压
相反。
当<
=C<
=249μF时,则
在与-45°
与-180o之间取值。
实验中,由式
计算电容C的值,其中电阻R=2000Ω,频率为KHZ,计算如下:
当角度为-450,C1=。
当角度为-90°
,C2=。
当角度为-120°
,C3=。
当角度为-150°
,C4=。
当角度为-180°
,C5=。
当角度在-45°
时,C=。
当角度在-90°
时,C=。
当角度在-120°
当角度在-150°
-180°
可调电容的值ΔC1=
ΔC2=,ΔC3=,ΔC4=.
第3章原理电路设计
低端电路图设计(-45°
高端电路图设计(-120°
高端电路图设计(-150°
.整体图
第4章设计仿真
仿真软件使用
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电路仿真
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
V,频率为,由信号源发生器提供。
要求输出电压有效值
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。
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:
-45°
到-90°
到-120°
到-150
到-180°
数据记录
项目
0%
可调比
可调电容或电阻值(nF)
理论计算值φ(°
波特仪测量值φ(°
波特仪测量误差(%)
50%
100%
第5章实物测试
仪器使用(电路板设计)
电阻(136Ω、377KΩ)、滑动变阻器(136Ω-377KΩ)、示波器、波特仪
电路搭建(电路板制作)
按图连接电路。
数据记录(电路板安装)
测试并记录数据如下表:
第6章结果分析
结论分析
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
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
;
而移相器的截图中有当频率为kHz时,
为-180°
。
设计工作评估
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。
体会
总的来说,通过此次电路实验,我的收获真的是蛮大的,学会了该软件的应用,更重要的是在此次实验过程中,更好的培养了我们的具体实验的能力。
又因为在在实验过程中有许多实验现象,需要我们仔细的观察,并且分析现象的原因。
特别有时当实验现象与我们预计的结果不相符时,就更加的需要我们仔细的思考和分析了,并且进行适当的调节。
因此电路实验可以培养我们的观察能力、动手操做能力和独立思考能力。
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- 关 键 词:
- 电路 原理 移相器 实验设计