CN1065959A - 无功测量用90°移相电路 - Google Patents
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Abstract
本发明无功测量用90°移相器是一种装在有功
功率和有功电能表内，使该表增加无功测量功能的电
路。它利用积分器、微分器、反相器和加法器来组成
一个幅度互补的90°移相电路，从而可使一个工频
正弦电压移相90°，且幅值在一定测量频率的范围
内保持不变，对提高无功测量精度和节能有重要意
义。
Description
本发明属于功率测量仪表上用的90°移相电路，具体说是一种装在有功功率和有功电能表内，使该表增加无功测量功能的电路。
公知的90°移相电路由积分器或微分器来实现，但无论是积分器还是微分器，其输出幅度与输入频率或成反比，或成正比。即输出信号的幅度受输入信号频率的影响很大。
本发明的任务是提出一个能移相90°，且在49-51HZ频率范围内输出信号幅度与输入信号频率基本无关、在45-55HZ频率范围，幅值最大变化小于等于+0.5%的90°移相电路。
本发明的目的可以通过以下措施来达到，将积分器的输入和微分器的输入相连接，作为90°移相电路的输入，积分器的输出与反相器的输入相连接，微分器的输出和反相器的输出连接到加法器的输入端，加法器的输出作为90°移相电路的输出。当输入信号频率变化时，经积分器、反相器到加法器的信号幅度与频率成反比例变化，而位微分器到加法器的信号幅度与频率成正比例变化，故加法器的输出幅度因加法器对两路信号的综合互补而基本不变，从而实现了输出幅度与频率无关。
本发明与现有技术相比，一个显著的优点是可将一个工频信号移相90°而幅值在一定的频率范围内保持不变，从而对提高无功测量精度和节能有重要意义。
图1是本发明的电路原理图;
图2是本发明的幅频特性图。
本发明下面将结合附图1作进一步详述：图1中电阻R1、电容C1和运放A1组成积分器1，电阻R2、R3运放A2组成反相器2，电阻R9、电容C2和运放A3组成微分器3，电阻R4、R5、R10和运放A4组成加法器4，输入信号进入90°移相电路后，一路到积分器1的输入端;另一路到微分器3的输入端。积分器1的输出相位超前输入90°;微分器3的输出相位滞后输入90°。积分器1的输出接至反相器2的输入端，反相器2的输出相位就滞后积分器1输入90°。然后，反相器2的输出和微分器3的输出接至加法器4的输入端在加法器4进行综合相加，加法器4的输出相位超前输入90°，但幅值在一定范围内基本不变。此外，在积分器1的输出与输入之间还连接一个由电阻R6、R7、R8相串联，且在R6、R7间与地之间并接电容C3，在R7、R8间与地之间并接电容C4组成的反馈网络，主要是为稳定工作点和滤除输出端的交流成分。
图1电路图中的输出和输入的关系可用下式表示：
U0＝- 1/2 （U2+U3）＝ 1/2 （ωRC+ 1/(ωRc) ）Sin（ωt+90°）
本发明的最佳实施方案是A1-A4采用OP07运放，R1、R2、R3、R4、R8、R10采用10KΩ，精度为±0.05%的精密电阻，R5采用5KΩ，精度为±0.05%精密电阻，R6、R7、R8采用100KΩ的金属膜电阻，C1、C2采用0.3183u的漆膜电容，C3、C4采用4u的磁电容。上述参数中C1、C2是以50HZ为中心频率确定的，如中心频率选取其他频率值，则可按2πfRc＝的关系式重新选取值，即图1中的C1、C2值。
A1-A4运放的电源为±15V，也可用±10V的，这时输出幅度也会相应减少。A1-A4还可选用LM301、uA741等运放，但在其1脚和8脚间应各加一只33P的瓷片电容，以避免高频寄生振荡。
对图1电路的调整可采用电子式交流稳压电源，也可采用好的音频讯号源，将输入电源的频率调在某中心频率上输入幅度为1V，用高精度的数字万用表（如1061A）的交流档进行测量，在C1、C2上调换或加并小电容，使A1或A3的输出对地也为1V，再测输入与A1或A36脚间的电压应为1.4142V，则表明A1、A3都移相90°Ui与Uo之间的关系也可用此法验证。
将图1电路中的反相器2改接在微分器3之后，则可得到-90°的输出。
图2是该90°移相器的幅频特性图，从图中可清楚地看出，当输入信号频率在49-51HZ范围内时，输出信号与输入信号的幅值比近似为1，即输出信号幅度与输入信号频率基本无关，同样当输入信号频率在45-55HZ范围内时，输出信号与输入信号的幅值比小于等于1.005，即输出信号幅值最大变化小于等于+0.5%。
Claims (2)
1、无功测量用90°移相电路，包括：由电阻R1、电容C1和运放A1组成的积分器1，电阻R2、R3和运放A2组成的反相器2；电容C2、电阻R3和运放A3组成的微分器3；电阻R4、R5、R10和运放A4组成的加法器4，其特征在于积分器1的输入和微分器3的输入相连，作为90°移相电路的输入，积分器1的输出与反相器2的相连，微分器3的输出和反相器2的输出接至加法器4的输入，加法器4的输出即为90°移相电路的输出。
2、根据权利要求1中的无功测量用90°移相电路，其特征是积分器1的输出与输入之间还连接一个由电阻R6、R7、R8相串联，且在R6、R7间与地之间并接电容C3，在R7、R8间与地之间并接电容C4组成的反馈网络。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 92106924 CN1065959A (zh) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 无功测量用90°移相电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 92106924 CN1065959A (zh) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 无功测量用90°移相电路 |
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Family Applications (1)
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| CN 92106924 Pending CN1065959A (zh) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 无功测量用90°移相电路 |
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| Country | Link |
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| CN (1) | CN1065959A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105158714A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-12-16 | 上海市计量测试技术研究院 | 90度相位标准电路及获得90度相位标准的方法 |
| CN117434334A (zh) * | 2023-12-21 | 2024-01-23 | 广州智光储能科技有限公司 | 一种电压暂降检测方法、装置、设备及存储介质 |
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1992
- 1992-05-15 CN CN 92106924 patent/CN1065959A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105158714A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-12-16 | 上海市计量测试技术研究院 | 90度相位标准电路及获得90度相位标准的方法 |
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| CN117434334B (zh) * | 2023-12-21 | 2024-05-28 | 广州智光储能科技有限公司 | 一种电压暂降检测方法、装置、设备及存储介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |