实验三 移相器的设计与测试(设计实验)

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1、实验九RC网络频率特性和选频特性的研究（综合实验）实验三移相器的设计与测试（设计实验）一、实验目的1．学习设计移相器电路的方法。2．掌握移相器电路的仿真测试方法。软件Multisim10附破解补丁.iso：关闭上网认证ftp://210.41.141.79/用户名：user/电信专业软件3．通过设计、搭接、安装及调试移相器，培养工程实践能力。二、实验原理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。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

2、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。这可通过调节电路元件参数来实现，通常是采用RC移相网络来实现的。图8.1所示所示RC串联电路，设输入正弦信号，其相量，则输出信号电压：其中输出电压有效值U2为：输出电压的相位为：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，相位从到变化。图8.1RC串联电路及其相量图实验九RC网络频率特性和选频特性的研究（综合实验）另一种RC串联电路如图8.2所示。图8.2RC串联电路及其相量图输入正弦信号电压，响应

3、电压为：其中输出电压有效值为：输出电压相位为：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，则相位从到变化。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8.3（b）所示电路。（a）X型RC电路（b）改画电路图8.3X型RC移相电路及其改画电路X型RC移相电路输出电压为：实验九RC网络频率特性和选频特性的研究（综合实验）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

4、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。若电容C值一定，当电阻R值从0至∞变化时，则从0至变化，当时，则，输出电压与输入电压同相位。当时，则，输出电压与输入信号电压相反。当时，则在与与之间取值。三、实验内容1．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（按学号的最后两位数为你设计的移相电路的工作频率kHz，如某同学的学号为200810501052，其工作频率为52kHz），由信号发生器提供。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．设

5、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是否满足设计要求。3．当用信号发生器给移相器提供信号源，用示波器测试输出电压与输入的相位差及有效值时，如何设计测试电路，才能使示波器的输入端与信号源的输出端及被测电路有公共接地点，进行正常测试。用合适的仪器测量出频率（幅频、相频）特性。五、实验报告要求1．写出主要设计计算过程。2．将对制作的移相器测试结果与设计计算结果加以比较，计算误差，分析产生误差的原因。3．简述对本实验的认识与体会（包括结果分析）。格式如下：实验九RC网络频率特性和选频特性的研究（综合实验）第1章方案设计与论证

6、包含方案的比较，方案的正确性以及方案的优良性。方案比较：有明确的比较——实现的方案至少两个以上，说明。正确性：设计的方案和电路要求正确合理。优良程度：方案优秀，或有特色。并且对各方案有较充分的在方案比较中，提出的方案只需用框图(即功能模块级)，并说明每一个方案所具有的特点，即方案具有的优点和缺点，然后说明本设计所采用的方案，以及为什么采用此方案。设计的正确性和优良程度主要是对采用的方案进行评估。在原理框图的基础上，应进行单元电路设计、说明。将单元电路原理图剪贴到相应部分。第2章理论计算理论计算要求完整、淮确。对方案论证与设计中的单元电路进行必要的分析计算。标明每个

7、元器件的参数指标（如电阻必须标明阻值及功率、电容必须标明容量及耐压）、选择依据，以及能否达到指标的评估。对于定量测量系统，需要进行误差分配及误差分析，确保电路能达到设计指标要求。第3章电路图电路图要保证完整性，即系统中各部分电路完整。电路图要规范、清晰、工整、合乎标准，最好用电路CAD软件绘制。撰写报告时，第1章～第3章相关部分也可合起来写，至少单元电路图应插入到相关说明部分，最后还需附上一张或多张电路图构成的总图。比较好的方法是方案分析与选择为一章，具体实现的各模块单元电路说明、分析与计算为一章，相应图表贴于合适位置，最后附上总图。第4章调试、测试方法与数据（1

8、）调试方法