出产21ic Forum kk的内存网站:bbs.21ic.com在电路应用中,由于存在无源组件(例如电感器和电容器),在频率信号的作用下,电容器的充电和放电过程以及电感性能量存储会释放能量,输入和输出信号具有相位。改变。
对于电容器相移的过程,电路的交流电是由电容器的充电和放电引起的。生成的电流周期比电压周期提前90度。
电感归因于以下特性:自感电动势始终阻碍自变量的变化,而相移情况恰好与电容相反。当电路接通时,电感器端电压在周期开始时最大,而电流最小。
在周期结束时,端电压最小,电流大,结果是相移效应,电压超前90度。在简单的模拟电路中使用的相移电路是RC相移和LC相移。
一般使用RC相移电路。下图显示了RC积分微分电路,它将实现输出信号超前和滞后于输入的波形。
如果连接电容器和运算放大器,还可以获得四个移相电路。分别可以实现从0-90、270-360、90-180和180-270相移的目的。
那么在不同输入信号频率f下的相移是多少?振幅将是多少?对于同一相移电路,不同输入信号频率的相移角是不同的。如果使用仿真软件,则很容易获得伯德图,从而获得幅频曲线和相频曲线。
那么,如何在不绘制伯德图的情况下进行计算呢?下图是一个简单的RC低通滤波器:对于这种低通滤波器,其传递函数如下:首先,使用一个简单示例说明如何计算相移的相位。如果系统的传递函数为:可以知道,系统的响应函数y(t)是在输入x(t)= cos2t和x(t)= cos(10t-50)的激励下获得的。
代入s = jw,可以得到:传递函数的模数为:传递函数的相角为:只要知道传递函数和输入信号的频率,就可以知道输出信号在输入信号的作用下运动的幅度和相位角。对于上图中的RC低通滤波器,通过计算可知,当输入信号频率f = 100Hz时,相移滞后32.142°;当输入信号频率f = 100Hz时,相移滞后32.142°。
然后通过LTSPICE仿真,可以获得一致的结果;这种分析很简单。该电路可以快速获得结果,而无需依靠仿真。
可以通过以下公式计算输出信号的幅度,计算和仿真接近,计算值为-15.964dB,仿真值为-16.03dB。现在让我们看一下复杂的电路,分析全通滤波器。
全通滤波器由一阶全通滤波器和二阶全通滤波器组成,并且只需要一个运算放大器。首先看下图中的一阶全通滤波器(低通)。
可以通过KCL快速获得传递函数,如下所示:在输入信号的作用下,输出生成的相移角为:根据传递函数,分子的传递函数位于第四象限,因此相移角度可改写为:获得,当输入信号f = 0Hz时,没有相移;当输入信号f = 0Hz时,没有相移。输入信号w = 1 / RC,相移为90;当输入信号f为高频时,相移为180;当输入信号f为高频时,相移为180。
LTSPICE仿真可以得到输出滞后输入90。通过计算和仿真可以获得相同的结果。
下图也是一阶全通滤波器(高通),因为传递函数不同,所以您可以从低通获得不同的特性。传递函数可以表示为:在输入信号的作用下,由输出生成的相移角为:从传递函数获得,分子的传递函数位于第二象限,因此相移角可以改写为:从结果可以得出,当输入信号f = 0Hz时,相移为180度;输入信号w = 1 / RC,相移提前90°;当输入信号f为高频时,相移为0。
仿真结果也与计算结果一致。但是,该分析值考虑了电路的相移特性。
但是,在实际应用中,