哈工大电路自主设计移相器和衰减器的设计及验证.

《哈工大电路自主设计移相器和衰减器的设计及验证.》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、自主设计型实验移相器和衰减器的设计及验证1.实验目的1.了解移相器和衰减器的工作原理，特性及作用。2.学会移相器的设计方法。3.学会根据要求设计衰减器的方法。4.将移相器和衰减器的各原件件理论值和实验值进行比较并分析原因。2.总体设计方案或技术路线1.移相器的设计设计一个0至180度的移相电路，要求：输出信号的幅度不变，相位可在0到180度之间自由变化。2.衰减器的设计设计一个0-30dB的衰减器，要求：1.输出信号和输入信号的相位不变。2.衰减器按10dB分挡。3.验证设计方案1.验证移相器，每隔一段间距取一个相位，计算出理论值；将电阻R设为理论值，观察示

2、波器中信号的相位变化，与理论相位作比较，记录示波器图像及数据，分析结果。2.验证衰减器，将电阻调成理论计算阻值，计算信号衰减量，与理论值作比较，看是否符合理论衰减量。3.实验电路图3.1移相器电路21图1X形RC移相电路图2实验电路其中接信号发生器端,接示波器端，为了方便变化R采用变阻箱3.2衰减器电路21图3可调衰减器的理论电路图4实际电路图采用变阻箱代替多个电阻，简化实验电路图。4.仪器设备名称、型号1.RIGOL示波器212.TFG2000信号发生器3.电感箱、电阻箱、电容箱4.VC97万用表5.交直流实验箱5.理论分析或仿真分析结果5.1移相器线性时

3、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。5.1.1实验原理图5相位90度到0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：21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

4、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。图6相位0到—90度输入正弦信号电压，响应电压为：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。21若电容C值不变，R从零至无穷大变化，则相位从到变化。5.1.2X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，通常是才采用X型RC移相电路（见图2）来实现。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

5、路的元件参数来调节。5.1.3理论值计算设电容C值一定，如果电阻R值从0到∞变化时，则从0至-180º变化，由上面公式可得：当R=0时，则º,输出电压与输入电压同相位当R=∞时，则º，输出电压与输入电压相反。当0

6、别大时的仿真图5.2衰减器5.2.1实验原理衰减器：是在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路，一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。仅适用于50欧阻抗衰减电路。衰减器广泛地应用于电子设备中，它的主要用途是：1.调整电路中信号的大小；2.改善阻抗匹配。通常，衰减器接于信号源和负载之间，衰减器是由电阻元件组成的二端口网络，它的特性阻抗、衰减量都是与频率无关的常数，相移等于零。实际应用中，有固定衰减器和可变衰减两大类。常用的固定衰减器有T型、P型、桥T型（以上为对称型）和倒L型（不对称型）等几种结构，其电路形式和计算公式如后。式中，Rc为二

7、端口网络的特性阻抗（对称时），即输入输出阻抗，Rc1和Rc2两侧特性阻抗，分别为非对称衰减器的输入输出阻抗；N=10^(A/20)，为输入电压与输出电压之比，A为衰减的分贝数。215.2.2可变衰减器可变衰减器，一般是指特性阻抗值恒定的，而它的衰减值是可变的衰减器，由桥T型衰减器构成比较方便。这种电路的优点是，电路中只有两个可变化部分，而且Rc为固定电阻，可以避免因旋钮换档时，由于旋钮触点接触不良而引起电路中断现象。电路如图3所示，其中本次试验为600，已知信号发生器输出内阻为505.2.3理论值计算1.10dB挡2.20dB挡3.30dB挡21所以我们有如

8、下表：衰减量/dB102030R1/1297.254