相位差的測(cè)量

相位差的測(cè)量第一頁，共五十六頁，2022年，8月28日1

振幅、頻率和相位是描述交流信號(hào)的三個(gè)“要素”。

u(t)=Umsin(ωt+φ0）

Um

為電壓的振幅；ω為頻率；φ0為初相位；

φ＝ωt+φ0稱瞬時(shí)相位，隨時(shí)間改變。

當(dāng)兩個(gè)角頻率為ω1、ω2的交流信號(hào)分別為

u1(t)=Umsin(ω1t+φ1）

u2(t)=Umsin(ω2t+φ2）（6.1-2）

則，它們的瞬時(shí)相位差θ(t)＝(ω1t+φ1）-(ω2t+φ2）

＝（ω1-ω2)t＋(φ1-φ2)

（6.1-3）

6.1相位測(cè)量概述第六章相位差測(cè)量第二頁，共五十六頁，2022年，8月28日2顯然，兩個(gè)角頻率不相等的正弦電壓（或電流）之間的瞬時(shí)相位差是時(shí)間t

的函數(shù)，隨時(shí)間的改變而改變。當(dāng)兩個(gè)正弦電壓的角頻率ω1=ω2=ω時(shí)則有：θ(t)＝φ1－φ2(6.1-4)

由此可見：兩個(gè)頻率相同的正弦量間的相位差是常數(shù)，并等于兩正弦量的初相之差。應(yīng)用：研究諸如放大器、濾波器、各種器件等的頻率特性。

1、輸入輸出信號(hào)間幅度比隨頻率的變化關(guān)系（幅頻特性）

2、輸出輸入信號(hào)間相位差隨頻率的變化關(guān)系（相頻特性）第六章相位差測(cè)量6.1相位測(cè)量概述第三頁，共五十六頁，2022年，8月28日3

測(cè)量相位差的方法很多，主要有：簡(jiǎn)單直觀的示波器測(cè)量方法把相位差轉(zhuǎn)化為時(shí)間間隔測(cè)量出時(shí)間間隔再換算為相位差把相位差轉(zhuǎn)換為電壓，測(cè)量出電壓再換算為相位差與標(biāo)準(zhǔn)移向器的比較（零示法）等。本章對(duì)上述四類方法測(cè)量相位差的基本工作原理作以介紹，重點(diǎn)是把相位差轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔的測(cè)量方法。第六章相位差測(cè)量6.1相位測(cè)量概述第四頁，共五十六頁，2022年，8月28日46.2示波相位差測(cè)量

示波相位差測(cè)量就是應(yīng)用示波器測(cè)量?jī)蓚€(gè)同頻正弦電壓之間的相位差。示波器測(cè)量相位差的方法很多,本節(jié)僅介紹更具有實(shí)用意義的直接比較法和橢圓法。第六章相位差測(cè)量第五頁，共五十六頁，2022年，8月28日5

設(shè)同頻率的兩電壓信號(hào)為一、直接比較法

將u1(t)，u2(t)分別接到雙蹤示波器的Y1和Y2通道,適當(dāng)調(diào)節(jié)掃描旋鈕,使在熒光屏上顯示出如下圖所示的上下對(duì)稱的波形。圖6.2－1比較法測(cè)量相位差第六章相位差測(cè)量第六頁，共五十六頁，2022年，8月28日6第六章相位差測(cè)量設(shè)u1(t)分別為A、C點(diǎn),對(duì)應(yīng)的時(shí)間tA、tCu2(t)過零點(diǎn)分別為B、D點(diǎn),對(duì)應(yīng)的時(shí)間為tB,、tD正弦信號(hào)變化一周是360度,u1(t)的過零點(diǎn)A比u2(t)過零點(diǎn)B提前tB-tA出現(xiàn)，所以u(píng)1(t)超前u2(t)的相位，即

u2(t)與u1(t)的相位差

φ≈3600(tB-tA)/(tC-tA)=3600(ΔT/T

)(6.2-1)式中：T為兩同頻正弦波的周期，ΔT為兩正弦波過零點(diǎn)的間隔。一、直接比較法第七頁，共五十六頁，2022年，8月28日7

若顯示器水平掃描線性度好，可將線段AB寫為線段

AB≈K(tB－tA)，線段AC≈K(tC－tA)，其中K為比例常數(shù)，則式(6.2-2)改寫為

φ≈3600（AB/AC）當(dāng)測(cè)量得到波形過零點(diǎn)之間的長(zhǎng)度AB和AC，即可由上式計(jì)算出相位差φ第六章相位差測(cè)量一、直接比較法第八頁，共五十六頁，2022年，8月28日8示波器水平掃描的非線性,即掃描用的鋸齒電壓呈非線性。2.雙蹤示波器兩垂直通道一致性差而引入了附加的相位差。3.人眼讀數(shù)誤差，這項(xiàng)誤差是三項(xiàng)誤差中最大的。直接比較法的測(cè)量精度不高，一般為(20～50)。

在示波器上用直接比較法測(cè)量?jī)赏l正弦量的相位差，其測(cè)量誤差主要來源于：第六章相位差測(cè)量

在應(yīng)用直接比較法測(cè)量相位差時(shí)盡量使用雙跟蹤示波器，兩個(gè)正弦量波形同時(shí)顯示在熒光屏上，可方便觀測(cè)兩波形過零點(diǎn)時(shí)間及周期，并得到較準(zhǔn)確的結(jié)果。一、直接比較法第九頁，共五十六頁，2022年，8月28日9二、橢圓法（李沙育圖形法）

一般情況下，示波器的Y、X兩個(gè)通道可看作為線性系統(tǒng)，所以熒光屏上光點(diǎn)的位移量正比于輸入信號(hào)的瞬時(shí)值。將u1(t)加于Y通道，u2(t)加于X通道，則光點(diǎn)沿垂直及水平的瞬時(shí)位移量y(t)和x(t)分別為

式中Kx,Yy為比例常數(shù)。（6.2-3）第六章相位差測(cè)量第十頁，共五十六頁，2022年，8月28日10設(shè):則得：(6.2-4)式中分別為光點(diǎn)沿垂直及水平方向的最大位移。由上式第二式得，并代入第一式得:

（6.2-5）第六章相位差測(cè)量二、橢圓法（李沙育圖形法）第十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日11

上式是一個(gè)廣義的橢圓方程，其橢圓圖形如下圖。令求出橢圓與垂直、水平軸的交點(diǎn)，分別為:（6.2-6）圖6.2－2橢圓法測(cè)量相位差

第六章相位差測(cè)量二、橢圓法（李沙育圖形法）第十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日12解算得相位差這種方法有缺點(diǎn)：1、當(dāng)(n為整數(shù))時(shí)，X0靠近Xm

，而Y0靠近

Ym，難以把它們讀準(zhǔn)。2、這時(shí)的X0和Y0的值對(duì)φ的變化很不敏感，測(cè)量誤差就會(huì)增大。

應(yīng)用橢圓的長(zhǎng)短軸之比關(guān)系計(jì)算φ

可以減小這種情況所引起的測(cè)量誤差。設(shè)橢圓的長(zhǎng)軸為A，短軸為B，可以證明相位差

φ=2arctg（B/A）(6.2-8)

在示波器的熒光屏上測(cè)量出橢圓長(zhǎng)軸A和短軸B，由上式就可算出相位差。（6.2-7）第六章相位差測(cè)量二、橢圓法（李沙育圖形法）第十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日13

需要指出：Y、X通道的相頻特性一般不會(huì)完全一樣，會(huì)引起附加相位差（又稱系統(tǒng)的固有相位差）。為消除系統(tǒng)固有誤差的影響，通常需校正兩個(gè)通道的相位差。圖6.2－5校正系統(tǒng)固有相位差

第六章相位差測(cè)量U1優(yōu)點(diǎn)：一臺(tái)示波器即可解決問題，不需要其他的專用設(shè)備。但這種測(cè)量相位差的方法的誤差較大，測(cè)量操作也不方便。第十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日146.3相位差轉(zhuǎn)換成時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)量原理：將信號(hào)周期T和信號(hào)過零點(diǎn)的時(shí)間差ΔT變換為電壓和脈沖寬度，并測(cè)量出T和ΔT，根據(jù)

φ≈3600（AB/AC），可得到相位差φ

重點(diǎn)介紹：模擬直讀式相位計(jì)

數(shù)字式相位計(jì)第六章相位差測(cè)量第十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日15一、模擬直讀式相位計(jì) 兩路同頻正弦波u1

、u2

經(jīng)各自的脈沖形成電路得到兩組窄脈沖即uc和ud。將uc，ud接到雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個(gè)觸發(fā)輸入端。

ud

使它翻轉(zhuǎn)成為Q=“0”，i=Im，電位為＋E

uc

使它翻轉(zhuǎn)成為Q非＝“0”，電位近似為0，i

＝0。圖6.3-1模擬直讀相位計(jì)原理框圖與各點(diǎn)波形第六章相位差測(cè)量第十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日16這樣的過程反復(fù)進(jìn)行。雙穩(wěn)態(tài)電路輸出電壓及電流i

都是矩形脈沖，脈沖寬度為ΔT，重復(fù)周期為T，因此它們的平均值正比于相位差φ。而平均電流為：

（6.3-1）由φ≈3600（AB/AC）式，得：（6.3-2）優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，操作方便。缺點(diǎn)：讀數(shù)是測(cè)量時(shí)間內(nèi)相位差的平均值，不能測(cè)出“瞬時(shí)”相位差，誤差比較大，約為±1-3%

。第六章相位差測(cè)量一、模擬直讀式相位計(jì) 第十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日17二、數(shù)字式相位差計(jì)

原理：應(yīng)用電子計(jì)數(shù)器來測(cè)量周期T和兩同頻正弦波過零點(diǎn)時(shí)間差△T，根據(jù)式φ≈3600（AB/AC）換算為相位差。第六章相位差測(cè)量

圖6.3-2數(shù)字式相位差計(jì)原理波形圖φ≈3600(tB-tA)/(tC-tA)=3600(ΔT/T

)（6.3-3）（6.3-4）第十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日18上面的原理理論上可行，但具體實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜，操作也不方便。因?yàn)樗枰獌蓚€(gè)時(shí)間閘門形成電路，兩個(gè)計(jì)數(shù)顯示電路，同時(shí)，再讀得n和N后還要經(jīng)換算為相位差，不能直讀。第六章相位差測(cè)量二、數(shù)字式相位差計(jì)第十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日19為使電路簡(jiǎn)單、測(cè)量操作方便，一般取式中b為整數(shù)。將上式代入得（6.3—6）再將上式代入式得（6.3—7）

由上式可看出，數(shù)值n就代表相位差，b的變化只是小數(shù)點(diǎn)位置不同。它可經(jīng)譯碼顯示電路以數(shù)字顯示出來，并自動(dòng)指示小數(shù)點(diǎn)位置，測(cè)量者可直接讀出相位值。第六章相位差測(cè)量（6.3—5)二、數(shù)字式相位差計(jì)第二十頁，共五十六頁，2022年，8月28日20

只要使晶振標(biāo)準(zhǔn)頻率滿足，就不必測(cè)量待測(cè)信號(hào)周期T的數(shù)值，從而可節(jié)省一個(gè)閘門形成電路，一個(gè)計(jì)數(shù)顯示電路。這種相位差計(jì)可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的“瞬時(shí)”相位差，測(cè)量迅速，讀數(shù)直觀清晰。圖6.3－3電子計(jì)數(shù)式相位差計(jì)框圖第六章相位差測(cè)量尖脈沖閘門信號(hào)ΔT二、數(shù)字式相位差計(jì)第二十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日21誤差:與計(jì)數(shù)器測(cè)周期或測(cè)時(shí)間間隔時(shí)相同即：標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差觸發(fā)誤差量化誤差第六章相位差測(cè)量二、數(shù)字式相位差計(jì)第二十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日22

計(jì)數(shù)式相位計(jì)只能用于測(cè)量低頻率信號(hào)相位差，而且要求測(cè)量的精度越高，能測(cè)量的頻率就越低。因?yàn)橐鬁y(cè)量精確度越高所使用的fc應(yīng)越高。例如，若被測(cè)頻率為1MHz，要求測(cè)量誤差為±1°時(shí)，即取中b=1，則目前還做不到對(duì)如此高的頻率信號(hào)進(jìn)行整形和計(jì)數(shù)。第六章相位差測(cè)量二、數(shù)字式相位差計(jì)第二十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日23

再如，若某計(jì)數(shù)器最高計(jì)數(shù)頻率為100MHz，要求測(cè)量誤差為±1°，其能測(cè)量的待測(cè)信號(hào)頻率應(yīng)小于300KHz，如果提高測(cè)量精確度，要求測(cè)量誤差為±0.1°，則該計(jì)數(shù)器能測(cè)量的最高待測(cè)信號(hào)頻率僅為30KHz。第六章相位差測(cè)量二、數(shù)字式相位差計(jì)第二十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日24平均值相位計(jì)的工作原理:在“瞬時(shí)”相位計(jì)的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)計(jì)數(shù)門而構(gòu)成的。它比電子計(jì)數(shù)式相位差計(jì)多一個(gè)時(shí)間閘門Ⅱ和閘門脈沖發(fā)生器。設(shè)計(jì)數(shù)值為A第六章相位差測(cè)量圖6.3—4平均值相位計(jì)原理框圖由UD,UE可知

A=nK因?yàn)镵=Tm/T,n=fc·ΔT,φ=360oΔT/T則A=(Tmfc/360o)×φ

=aφ

a=Tmfc/360o若取Tm和fc,使a=10g

(g為整數(shù)),則

φ=A*10g

(6.3－9）二、數(shù)字式相位差計(jì)第二十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日25

φ=A×10g

表明，計(jì)數(shù)值A(chǔ)可直接用相位差表示，測(cè)量者可直接從儀器顯示的計(jì)數(shù)值A(chǔ)讀出被測(cè)兩信號(hào)的相位差。

這種方法測(cè)量相位差實(shí)際上是被測(cè)信號(hào)K個(gè)周期內(nèi)的平均相位差。例如fc=10MHz，取Tm=360，則a=10000

于是φ=A×10-4

。第六章相位差測(cè)量二、數(shù)字式相位差計(jì)平均值相位計(jì)的工作原理:第二十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日26

用平均值相位差計(jì)測(cè)量相位差，不必調(diào)fc去跟蹤被測(cè)信號(hào)頻率，測(cè)量方便，量化誤差也小。與測(cè)量時(shí)間間隔相比，只多了一項(xiàng)Tm準(zhǔn)確度引起的誤差，而Tm是由晶振分頻得到，這項(xiàng)誤差很小，一般可以忽略。數(shù)字式相位差計(jì)測(cè)相位差除了標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差，觸發(fā)誤差，量化誤差之外，還存在由于兩個(gè)通道的不一致性而引起的附加誤差。第六章相位差測(cè)量二、數(shù)字式相位差計(jì)平均值相位計(jì)的工作原理:第二十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日27為消除這一誤差，可以采取校正措施：

1o

在測(cè)量之前把待測(cè)兩信號(hào)的任一信號(hào)（例如u1）同時(shí)加在相位計(jì)的兩通道的輸入端，顯示的計(jì)數(shù)值A(chǔ)1

即系統(tǒng)兩通道間的固有相位差。

2o把待測(cè)的兩信號(hào)分別加在兩通道的輸入端，顯示計(jì)數(shù)值A(chǔ)2

，則兩信號(hào)的相位差為:

（6.3-10）若從相位差計(jì)讀得A2和A1

，由上式可算出校正后待測(cè)信號(hào)的相位差。如果電路采用可逆計(jì)數(shù)器，上述修正過程可以自動(dòng)進(jìn)行。第六章相位差測(cè)量二、數(shù)字式相位差計(jì)平均值相位計(jì)的工作原理:第二十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日286.4相位差轉(zhuǎn)換為電壓進(jìn)行測(cè)量

原理：利用非線性電子器件把被測(cè)量信號(hào)的相位差轉(zhuǎn)換為電壓或電流的增量，由電壓表或電流表指針在相位刻度表盤的位置，直接讀出被測(cè)信號(hào)的相位差。轉(zhuǎn)換電路常稱作為檢相器或鑒相器，其電路形式有多種，這里介紹常用的兩種。第六章相位差測(cè)量第二十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日29一、差接式相位檢波電路

下圖（a）所示的鑒相電路應(yīng)具有較嚴(yán)格的電路對(duì)稱：兩個(gè)二極管特性應(yīng)完全一致，變壓器中心抽頭準(zhǔn)確，一般取R1=R2

，C1=C2

。

設(shè)輸入信號(hào)為u1=U1msinωt，u2=U2msin(ωt-φ)且

U1m>>U2m>>1V，使兩二極管工作在線性檢波狀態(tài)。還假設(shè)時(shí)間常數(shù)R1C1、R2C2

、R3C3都遠(yuǎn)大于被測(cè)信號(hào)的周期T。（a）差接式相位檢波電路(b)電壓矢量圖圖6.4－1差接式相位檢波電路原理第六章相位差測(cè)量F第三十頁，共五十六頁，2022年，8月28日301、當(dāng)uAE>0時(shí)，D1導(dǎo)通。uAE<0時(shí),D1截止，C1通過R1等元件放電，且放電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于被測(cè)信號(hào)周期T，所以充到電容C1

上的電壓近似為AE兩點(diǎn)之間uAE

的振幅UAEm。2、當(dāng)uEB>0時(shí)，二極管D2導(dǎo)通，uEB

給C2充電；uEB<0時(shí)C2放電，充到電容C2

上的電壓為EB兩點(diǎn)之間電壓uEB的振幅UEBm

第六章相位差測(cè)量一、差接式相位檢波電路FE第三十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日31因?yàn)閡AE=u1(t)+u2(t)，uEB=u1(t)-u2(t)所以由圖(b)向量圖得：(6.4-1)(6.4-2)由于，因而，所以忽略項(xiàng)，利用二項(xiàng)式定律展開再略去高次項(xiàng)得第六章相位差測(cè)量一、差接式相位檢波電路FE第三十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日32(6.4-3)(6.4-4)由前述得定性分析，可知(6.4-5)(6.4-6)所以F點(diǎn)電位：(6.4-7)第六章相位差測(cè)量一、差接式相位檢波電路第三十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日33式中UR1為電阻R1上電壓。因?yàn)镽1=R2,故UR1=UR2

。又(6.4-8)將式（6.4-5）（6.4-8）代入（6.4-7）得

R3和C3

組成一低通濾波器，濾除角頻率為ω的交流分量

-u2(t)，得直流輸出電壓(6.4-9)第六章相位差測(cè)量一、差接式相位檢波電路第三十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日34二、平衡式相位檢波電路

平衡式相位檢波電路如下圖，4個(gè)技術(shù)指標(biāo)一致的二極管D1-D4

接成“四邊形”，待測(cè)兩信號(hào)通過變壓器對(duì)稱的加在“四邊形”的對(duì)角線上，輸出電壓從兩變壓器的中心抽頭引出,RL為負(fù)載電阻，濾波電容C對(duì)信號(hào)頻率ω來說相當(dāng)于短路。圖6.4-2平衡式相位檢波電路第六章相位差測(cè)量第三十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日35若二極管的伏安特性為二次函數(shù)：(6.4—10)式中、、為實(shí)常數(shù)。當(dāng)輸入信號(hào)電壓方向如圖中所標(biāo)時(shí)，加在四個(gè)二極管正極和負(fù)極間的電壓分別為：(6.4—11)將式（6.4－11）代入式（6.4－10），得到流過四個(gè)二極管的正向電流分別為：第六章相位差測(cè)量二、平衡式相位檢波電路第三十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日36而流經(jīng)輸出端的電流為(6.4—12)輸出電流只包含直流項(xiàng)和信號(hào)的二次諧波項(xiàng)。如果濾去高頻分量，則輸出電流中的直流項(xiàng)式(6.4-13)I0與成cosφ正比：(6.4—13)第六章相位差測(cè)量二、平衡式相位檢波電路第三十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日37若兩信號(hào)的頻率不同，輸出信號(hào)中也只有兩輸入信號(hào)的差頻項(xiàng)和二次諧波項(xiàng)，而不存在輸入信號(hào)頻率分量。使輸出端濾波容易。廣泛用于混頻、調(diào)制和鑒相。圖6.4－2平衡式相位檢波電路第六章相位差測(cè)量二、平衡式相位檢波電路第三十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日38

作為相位濾波器（鑒相器）時(shí)，通常取，（T為信號(hào)周期），這時(shí)可按差接式電路類似的方法作分析。

當(dāng)只考慮D1、D3的檢波作用時(shí)，它使電容器正向充電到uD1、uD3的振幅，類似于式按圖中所標(biāo)的電容電壓參考方向，有(6.4-14)第六章相位差測(cè)量二、平衡式相位檢波電路第三十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日39當(dāng)只考慮D2、D4的檢波作用時(shí)，它使電容器反向充電到uD2

、uD4

的振幅，仍用圖中電容所標(biāo)電壓方向，類似于式第六章相位差測(cè)量(6.4-15)二、平衡式相位檢波電路第四十頁，共五十六頁，2022年，8月28日40由此可見，平衡式相位檢波器的輸出電壓比差接式電路大一倍。它同樣可用一個(gè)零點(diǎn)在中間的電表指示0－1800相位差。測(cè)量時(shí)也應(yīng)保持U2m為定值。共同考慮D1-D4

的檢波作用時(shí)，可將式（6.4-14）、（6.4-15）代數(shù)和相加，得電容器上的電壓，即相位檢波器輸出電壓第六章相位差測(cè)量二、平衡式相位檢波電路（6.4-14）第四十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日41

用相位檢波器測(cè)相位差的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單可以直讀。缺點(diǎn)是：10需要變壓器耦合，只適合于高頻范圍；

20指示電表刻度是非線性的，讀數(shù)誤差也較大。相位檢波器測(cè)量相位差的誤差約為（1～30）。

相位檢波器一般用來作為下節(jié)討論的零示測(cè)量法中的零示器，即用于指示兩信號(hào)相位差恰等于90度情況。有時(shí)也可用相位檢波器輸出去控制移相器。第六章相位差測(cè)量第四十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日426.5零示法測(cè)量相位差

原理：零示法又稱比較法，把一精密移相器相移值與被測(cè)相移值作比較來確定被測(cè)信號(hào)間相位差的。測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)精密移相器，使之抵消被測(cè)信號(hào)間原有的相位差使平衡指示器示零。由精密移相器表針指示可直讀兩被測(cè)信號(hào)間的相位差值圖6.5-1零示法相位測(cè)量原理第六章相位差測(cè)量第四十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日43

在對(duì)測(cè)量精確度要求不高的低頻范圍相位差測(cè)量場(chǎng)合，精密移相器可以用簡(jiǎn)單的

RC

電路，如下圖所示圖6.5—2RC移相器圖（a）中輸出電壓相對(duì)于輸入電壓的相位差調(diào)節(jié)R，可使在0－900之間任意調(diào)節(jié)（相位滯后）。圖(b)中輸出電壓相對(duì)于輸入電壓的相位差使在0－900之間任意調(diào)節(jié)（相位超前）。這兩種移相器電路相移范圍小，而且調(diào)節(jié)相移時(shí)輸出電壓幅度也跟著變化，給測(cè)量工作帶來不便。第六章相位差測(cè)量6.5零示法測(cè)量相位差第四十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日44

下圖所示移相電路，改變R可使輸出電壓對(duì)輸入電壓的相移在0-1800

之間變化，同時(shí)輸出電壓幅度不隨調(diào)節(jié)而改變，這是一種簡(jiǎn)單使用的移相電路。圖中，變壓器次級(jí)中心抽頭接地，輸出信號(hào)反相地接在C、R兩端。這里用圖（b）所示的相量圖來分析上面述及的兩個(gè)特點(diǎn)。圖6.5—3改進(jìn)的移相器第六章相位差測(cè)量6.5零示法測(cè)量相位差第四十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日451、RC支路中的電流i超前于輸入電壓，超前的數(shù)值視R、

C及ω的數(shù)值而定；

2、R兩端電壓u0（u0與i參考方向關(guān)聯(lián)）的相位與i相同；而電容兩端的電壓uc滯后i的相位為900。因此改變R時(shí)，輸出的電壓向量uom的終點(diǎn)軌跡是以0為圓心，2U1m

為直徑的半園，即輸出電壓振幅不隨R改變，而相位可在0-1800（超前）之間連續(xù)（隨R）調(diào)節(jié)，如R、C互換位置，則輸出電壓相位在0-1800(滯后）之間（隨R）連續(xù)調(diào)節(jié)。第六章相位差測(cè)量6.5零示法測(cè)量相位差第四十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日46

為了克服低頻范圍變壓器體積大的缺陷,可采用下圖所示的晶體管倒相電路代替圖(a)電路中的變壓器。取Rc=Re。則從集電極和發(fā)射極輸出的信號(hào)幅度相等而相位相反。把RC電路接在集電極和發(fā)射極之間，輸出電壓與輸入電壓的相位差就可在0-1800之間調(diào)節(jié)。為減小倒相器輸出電阻對(duì)RC移相電路的影響，應(yīng)使R>>Rc。第六章相位差測(cè)量6.5零示法測(cè)量相位差第四十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日47

由于高精度的可調(diào)移相器難于制作，且刻度與頻率有關(guān)，所以目前高、低頻率范圍測(cè)量?jī)尚盘?hào)相位差很少應(yīng)用零示法。但在微波領(lǐng)域，移相器容易進(jìn)行精密校正。而且其他的微波相位計(jì)價(jià)格昂貴，所以多采用零示法測(cè)量相位差。第六章相位差測(cè)量6.5零示法測(cè)量相位差第四十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日486.6測(cè)量范圍的擴(kuò)展

本章講述的幾種測(cè)量相位差方法，大多只能在低