電路的功能
移相電路的種類很多,在低頻范圍內(nèi),可使用由OP放大器和電容、電阻(CR)構(gòu)成的移相器。為了移相90度,必須建立W=1/CR的關(guān)系,輸入頻率改變時,相移量也與之成比例地變化。這種移相器只能在頻率固定的條件下使用。
本電路可以自動跟蹤輸入頻率,在一定頻率范圍內(nèi)可獲得90度的固定相移量。若用改變量程的辦法,可在更大的頻率范圍內(nèi)使用。
電路工作原理
OP放大器A1是單純的緩沖放大器,輸入信號電平在1V以下時,A1可將其放大到數(shù)伏。A2是由OP放大器組成的具有固定增益的移相電路,輸出幅度與輸入頻率無關(guān),因為它只改變相位,所以也稱作全通濾波器。
要得到90度相們差,必須使RO=1/2πF.C。本電路采用了伺服電路對RO進(jìn)行控制。在進(jìn)行90度相位檢測時,同步檢波電路的輸出EO=E.COSφ,即與輸入信號振蕩大小無關(guān),只要φ=90度,輸出就等于零。
同步檢波電路種類很多,本電路采用了模擬乘法器ICL8013,也可用AD532等,把移相器A2的輸入和輸出分別加到X和Y上。如果輸入信號的電平低,檢波效率就會降低,應(yīng)予注意。
積分器A4是伺服電路,加了零輸入反饋。積分輸出為負(fù)電壓,須用PNP晶體管TT1進(jìn)行功率放大,以增強(qiáng)電流。
設(shè)計要點(diǎn)
作為可變電阻元件使用的光電耦合器,中心電阻值根據(jù)數(shù)據(jù)表取RO=10K,跟蹤的中心頻率FO取10KHZ,據(jù)此求出C1的電容量為1592PF(C1=1/2πFO.RO)
當(dāng)頻率范圍為100HZ~10KHZ時,C1取0.01UF。如果頻率在數(shù)百千赫以上時,可不用PC1來改變C1和R1,而將C1的一端接地,另一端接變?nèi)荻O管。這樣,雖可以改變相位。但在環(huán)路設(shè)計上更麻煩。
調(diào)整
用VR1對模擬乘法器進(jìn)行調(diào)整,降低輸入電平,調(diào)出0~90度之間的李莎育圖形,直到使其變圓為止。為了掌握光電耦合器的控制情況,把電壓表接在R6的兩端,使輸入頻率從最低變到最高,驗證光敏電阻是否與頻率變化基本成比例。
根據(jù)自動跟蹤的頻率范圍,調(diào)整電容C1的容量。
電路使用說明
輸入信號振蕩變化很大或頻率爭劇變化時不能使用本電路。
輸入信號電平較低時,模擬乘法器的輸出會下降,跟蹤精度也會下降,所以要盡量加大輸入信號幅度,辦法是把輸入信號整形成方波,再進(jìn)行相位檢波,便宜可不受幅度變化的影響。
把本電路接在低頻振蕩器的輸出端時,必須把頻率變化部分去掉,這時本電路就成了二相振蕩器的轉(zhuǎn)接器。
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