第第頁(yè)姓名班級(jí)學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)日期2014.5.12節(jié)次9~10教師簽字成績(jī)實(shí)驗(yàn)名稱等幅度移相輸出電路的研究與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜づc掌握移相電路的工作原理以及其參數(shù)對(duì)它工作的影響。利用移相電路結(jié)合運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦波或三角波的特定角度相變以及特定倍數(shù)放大的功能?？傮w設(shè)計(jì)方案或技術(shù)路線（1）利用如圖所示的由電感和電阻組成的電路可以使輸入的正弦波或三角波的相位發(fā)生一定的變化，一般可以實(shí)現(xiàn)0~180度的相角變化，但是普通的含電容或者電感的電路對(duì)輸出電壓的相位都有影響，但是如何實(shí)現(xiàn)等幅度移相輸出則是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)。所以本實(shí)驗(yàn)先由R1和R2、L1和L2是否相等來(lái)分析他們對(duì)輸出電壓幅度的影響。如果L1=L2=L，R1=R2=R，輸入電壓為Ui，輸出電壓為Uo（如圖所示），那么有Uo+UL=UR，然而UL=Ui（jwL/(jwL+R)）,UR=Ui（R/(jwL+R)）。則得出：U0/Ui=（R-jwL）/(jwL+R)。即可以達(dá)到無(wú)損輸出（輸出電壓幅度等于輸入電壓幅度）特殊的，當(dāng)R/L=w=2*pi*f時(shí)，可以得到90度無(wú)損輸出的波形，本實(shí)驗(yàn)采用的R在629歐姆左右，L在0.1H左右，選用1000HZ頻率的正弦電壓源。研究清楚了移相電路的工作原理和參數(shù)特征，就要利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)價(jià)值，利用正相比例運(yùn)算電路（如圖所示）可以輸出特定的幅度，而利用等幅度移相輸出電路可以等幅度改變輸入波的相位，因此可以結(jié)合二者制作出，可以將輸入波進(jìn)行特定幅度放大（或縮?。┖吞囟ń嵌认嘧兊妮敵龅墓δ堋?shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)（1）、研究電路參數(shù)對(duì)移相電路輸出幅值的影響的電路圖實(shí)驗(yàn)（2）、實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入正弦波進(jìn)行特定角度相變以及特定倍數(shù)放大的電路圖儀器設(shè)備名稱、型號(hào)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器雙蹤示波器Ua741芯片十進(jìn)制電阻箱十進(jìn)制電感箱直流穩(wěn)壓源數(shù)字萬(wàn)用表理論分析或仿真分析結(jié)果實(shí)驗(yàn)（1）、研究電路參數(shù)對(duì)移相電路輸出幅值的影響的仿真結(jié)果(1)電阻是否相等對(duì)幅值輸出的影響：R1=628R2=100:R1=628R2=628:R1=628R2=5000:電感是否相等對(duì)幅值輸出的影響：L1=0.1L2=0.005:L1=0.1L2=0.1:L1=0.1L2=1:實(shí)驗(yàn)（2）、實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入正弦波進(jìn)行特定角度相變以及特定倍數(shù)放大的仿真結(jié)果幅值2倍相移<90度：（變相電阻大于628）幅值3倍相移90度：（變相電阻等于628）幅值2倍相移>90度：（變相電阻小于628）幅值2.5倍相移180度：（變相電阻趨近于零）6.詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)記錄（包括各儀器、儀表量程及內(nèi)阻的記錄）實(shí)驗(yàn)（1）、研究電路參數(shù)對(duì)移相電路輸出幅值的影響電阻是否相等對(duì)幅值輸出的影響：用示波器測(cè)量輸入電壓和輸出電壓并填入下表：R1（歐姆）628628628R2（歐姆）1006285000Ui（伏特）9.639.849.12Uo（伏特）7.569.067.03用示波器接輸出端觀察相位的變化并總結(jié)隨著電阻的變化相位變化有何規(guī)律：答：只有在R1、R2兩個(gè)電阻相等的時(shí)候，輸出電壓的幅度才和輸入電壓幅度大致相等，而仿真的結(jié)果是完全相等，實(shí)驗(yàn)中由于電感不是理想的，帶有一定的電阻，有微小的影響，使輸出電壓幅度略小于輸入電壓幅度，并且相位移動(dòng)有所偏差。電阻R2為100歐姆時(shí)相移大于90度，等于628歐姆時(shí)相移大致等于90度，為5000歐姆時(shí)相移小于九十度。電感是否相等對(duì)幅值輸出的影響：用示波器測(cè)量輸入電壓和輸出電壓并填入下表：L1（亨利）0.10.10.1L2（亨利）0.0050.11Ui（伏特）9.729.849.26Uo（伏特）6.539.067.18用示波器接輸出端觀察相位的變化并總結(jié)隨著電阻的變化相位變化有何規(guī)律：答：只有在L1、L2兩個(gè)電感相等的時(shí)候，輸出電壓的幅度才和輸入電壓幅度大致相等，而仿真的結(jié)果是完全相等，實(shí)驗(yàn)中由于電感不是理想的，帶有一定的電阻，有微小的影響，使輸出電壓幅度略小于輸入電壓幅度，并且相位移動(dòng)有所偏差。電感L2為0.005H時(shí)相移小于90度，等于0.1H時(shí)相移大致等于90度，為1H時(shí)相移大于九十度。實(shí)驗(yàn)（2）、實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入正弦波進(jìn)行特定角度相變以及特定倍數(shù)放大①改變放大電阻使幅度放大兩倍，并同時(shí)改變兩個(gè)變相電阻使相位變化延后45度，記錄波形和此時(shí)的放大電阻和兩個(gè)變相電阻的阻值：R1=1500歐姆R2=1500歐姆R3=10k歐姆②改變放大電阻使幅度放大兩倍，并同時(shí)改變兩個(gè)變相電阻使相位變化延后45度，記錄波形和此時(shí)的放大電阻和兩個(gè)變相電阻的阻值：R1=590歐姆R2=590歐姆R3=20k歐姆電壓放大倍數(shù)過(guò)大，而工作點(diǎn)選取不合理，導(dǎo)致電壓幅度放大3倍時(shí)發(fā)生頂部失真。③改變放大電阻使幅度放大兩倍，并同時(shí)改變兩個(gè)變相電阻使相位變化延后45度，記錄波形和此時(shí)的放大電阻和兩個(gè)變相電阻的阻值：R1=320歐姆R2=320歐姆R3=10k歐姆④改變放大電阻使幅度放大兩倍，并同時(shí)改變兩個(gè)變相電阻使相位變化延后45度，記錄波形和此時(shí)的放大電阻和兩個(gè)變相電阻的阻值：R1=0R2=0R3=2.5k歐姆電壓放大倍數(shù)過(guò)大，而工作點(diǎn)選取不合理，導(dǎo)致電壓幅度放大2.5倍時(shí)發(fā)生頂部失真。實(shí)驗(yàn)結(jié)論本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)移相電路的具體參數(shù)分析，熟悉并掌握了移相電路的工作原理與參數(shù)設(shè)置。探究了R1與R2在取不同值是對(duì)輸出電壓幅度的影響。驗(yàn)證了移相電路在R1=R2且L1=L2時(shí)等幅度輸出的功能。實(shí)現(xiàn)了較低放大倍數(shù)下特定角度相變以及特定倍數(shù)放大的功能，并得到移相放大后的波形圖像。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決對(duì)策實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到電感箱的電感對(duì)應(yīng)有一定的阻值，造成實(shí)際操作時(shí)得到的圖像相位移動(dòng)不準(zhǔn)確以及幅度輸出略有偏差的問(wèn)題，本想增大R1和R2的設(shè)定阻值，以削弱電感阻值對(duì)整體的影響，但是效果不是很明顯，就保留了原來(lái)的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)了放大2.5倍和3倍幅度的方案，但是在實(shí)際電路操作中，發(fā)生了頂部失真，這是由于工作點(diǎn)沒(méi)有選取適當(dāng)?shù)脑?，有可能是在設(shè)置函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的時(shí)候沒(méi)有將直流偏量置零的緣故。本次實(shí)驗(yàn)的收獲和體會(huì)、對(duì)電路實(shí)驗(yàn)室的意見(jiàn)或建議這次自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)首先讓我明白了，動(dòng)手操作的必要性，本以為仿真的東西就足夠了，但是實(shí)驗(yàn)看來(lái)，仿真畢竟是很理想的狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然而做實(shí)驗(yàn)時(shí)必須考慮到非理想狀態(tài)