CN204068896U - 一种移相电路 - Google Patents
一种移相电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204068896U CN204068896U CN201420470981.1U CN201420470981U CN204068896U CN 204068896 U CN204068896 U CN 204068896U CN 201420470981 U CN201420470981 U CN 201420470981U CN 204068896 U CN204068896 U CN 204068896U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- operational amplifier
- phase
- resistance
- circuit
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
一种移相电路，能对输入的交流电压信号进行90度移相，用于单相交流电路中的无功功率或无功电流测量，它包括将输入的交流电压信号整形成交流方波信号Ui的整形电路，将交流方波信号转换成三角波信号Ug的波形转换电路，提取三角波信号中交流分量的提取电路，对三角波信号中交流分量进行极性判别的极性判别电路，所述的极性判别电路可输出滞后于输入的交流电压信号90度的方波信号Uo。本移相电路的线路结构简单，能够精确地移相，并且当被测的交流电压信号频率发生变化时，输出的交流电压信号相位依然保持不变。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种移相电路，用于对交流信号进行移相。
背景技术
测量单相交流电路中的无功功率或无功电流时，一般要对被测的交流电压信号进行移相，使其与被测电流产生90度附加相位差；通常通过多级RC电阻电容移相电路可使输出的交流电压信号相位滞后于输入的交流电压信号90度，根据交流电压信号的频率选择电阻的阻值和电容的容量使移相的角度达到规定的要求，RC电阻电容移相电路的结构简单，但当交流电压信号的频率发生变化时，其移相的角度也发生变化，使无功电流或无功功率的测量产生误差，因此有必要进行改进。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种移相电路，该移相电路能使输出的交流电压信号相位滞后于输入的被测的交流电压信号90度，并且当输入的交流电压信号频率发生变化时，输出的交流电压信号相位任然保持不变。
本实用新型的技术方案是，一种移相电路包括将输入的交流电压信号整形成交流方波信号Ui的整形电路，将交流方波信号转换成三角波信号的波形转换电路，提取三角波信号中交流分量的提取电路，对三角波信号中交流分量进行极性判别的极性判别电路；
其特征是，所述的波形转换电路包括运算放大器A2，运算放大器A2的反相输入端通过电阻R4与整形电路的输出端连接，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间接有电容C2；
所述的提取电路包括运算放大器A3，运算放大器A3的同相输入端通过电解电容C3与运算放大器A2的输出端连接，运算放大器A3的反相输入端与输出端连接；
所述的极性判别电路包括运算放大器A4，运算放大器A4的反相输入端通过电解电容C4与运算放大器A3的输出端连接，运算放大器A4的同相输入端接地，运算放大器A4的输出端输出的方波信号Uo相位滞后于交流方波信号Ui 相位90度。
本实用新型的特点是：1、外部的交流电压信号U被整形电路转换为一交流方波信号Ui，交流方波信号Ui与交流电压信号U的相位相同，交流方波信号Ui的方波波形对称幅值稳定可视为一交流恒压源，这样可有效地抑制外部的交流电压信号U中的干扰信号；2、交流方波信号Ui的高电平和低电平分别控制波形转换电路的运算放大器A2对电容C2进行恒流充电和恒流放电，使电容C2的充电和放电的过程与交流方波信号Ui的高电平和低电平的出现保持同步，使运算放大器A2输出三角波的下降沿和上升沿为线性变化，由于三角波的下降沿和上升沿均为线性变化，使三角波下降沿的中点滞后于交流方波信号Ui上升沿90度，三角波上升沿的中点滞后于交流方波信号Ui下降沿90度，通过对三角波下降沿和上升沿中点的判断可精确地得到一滞后于被测交流电压信号相位90度的输出信号。
本实用新型的有益效果是，所述的移相电路线路结构简单，能够精确地使输出的交流电压信号相位滞后于被测的交流电压信号90度，并且当被测的交流电压信号频率发生变化时，输出的交流电压信号相位依然保持不变。
附图说明
图1为本实用新型的线路原理图。
图2为图1电路中相关工作点的波形图。
图3为整形电路的另一实施例的线路原理图。
具体实施方式
现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。
一种移相电路（参见图1）包括将输入的被测的交流电压信号U整形成交流方波信号Ui的整形电路，将交流方波信号转换成三角波信号Ug的波形转换电路，提取三角波信号中交流分量的提取电路，对三角波信号中交流分量进行极性判别的极性判别电路，正电源VDD和负电源VSS为移相电路的工作电源，所述的交流电压信号U的波形为正弦波。
所述的整形电路由运算放大器A1、电阻R2、电阻R3构成一同相放大器，运算放大器A1的反相输入端与输出端之间接有电阻R3，运算放大器A1的反相输入端通过电阻R2接地，交流电压信号U送到运算放大器A1的同相输入端，运算放大器A1的输出端通过电阻R1、稳压二极管DW1、DW2接地，稳压二极管DW1的阴极与稳压二极管DW2的阴极连接，稳压二极管DW2的阳极接电阻R1，稳压二极管DW1的阳极接地，稳压二极管DW1、DW2的稳压值相等，电阻R1与稳压二极管DW2的连接点为整形电路的输出端，输出端上的交流方波信号Ui波形对称幅值稳定。所述的运算放大器A1的型号为OP07。
所述的整形电路也可这样构成（参见图3），即由运算放大器A1、电阻R2、电阻R3构成一同相放大器，运算放大器A1的反相输入端与输出端之间接有电阻R3，运算放大器A1的反相输入端通过电阻R2接地，交流电压信号U通过电阻R1送到运算放大器A1的同相输入端，运算放大器A1的同相输入端分别接二极管D1的阳极和二极管D2的阴极，二极管D1的阴极和二极管D2的阳极接地，电阻R1和二极管D1、D2对交流电压信号U起到削波和稳幅作用，运算放大器A1的输出端为整形电路的输出端，整形电路输出端上的交流方波信号Ui波形对称幅值稳定。
波形转换电路结构为，运算放大器A2的反相输入端通过电阻R4与整形电路的输出端连接，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间接有电容C2；运算放大器A2的输出端输出三角波信号Ug。所述的运算放大器A2的型号为OP07
所述的提取电路包括运算放大器A3，运算放大器A3的同相输入端通过电解电容C3与运算放大器A2的输出端连接，运算放大器A3的反相输入端与输出端相连接，运算放大器A3的输出端可输出一无直流分量的交流三角波信号Uj。所述的运算放大器A3的型号为OP07，所述的电解电容C3的容量为100~330微法。
所述的极性判别电路包括运算放大器A4，运算放大器A4的反相输入端通过电解电容C4与运算放大器A3的输出端连接，运算放大器A4的同相输入端接地，运算放大器A4的输出端输出的方波信号Uo滞后于交流方波信号Ui 90度。所述的运算放大器A4的型号为OP07，所述的电解电容C4的容量为100~330微法。
现结合图2说明本移相电路的工作原理，被测的交流电压信号U由整形电路转换为一交流方波信号Ui，交流方波信号Ui与交流电压信号U的相位相同，交流方波信号Ui的方波波形对称幅值稳定可视为一交流恒压源。
交流方波信号Ui控制波形转换电路中的运算放大器A2对电容C2进行恒流充电和恒流放电，当交流方波信号Ui的幅值确定后，充电和放电的电流大小与电阻R4的阻值有关，由于交流方波信号Ui的波形对称幅值稳定，对电容C2充电和放电的电流是相等的，当交流方波信号Ui为正半周时电容C2处于充电状态，运算放大器A2输出三角波Ug的下降沿，当交流方波信号Ui为负半周时电容C2处于放电状态，运算放大器A2输出三角波信号Ug的上升沿；从图2中可看出三角波信号Ug含有直流分量，三角波信号不是对称地分布在时间轴上的上下两侧。
所述的提取电路能够去除三角波信号Ug中的直流分量，提取电路中的运算放大器A3构成一射极跟随器，运算放大器A3的同相输入端与上一级波形转换电路中的运算放大器A2的输出端之间接有电解电容C3，波形转换电路输出的三角波信号Ug中的直流分量被电解电容C3隔离，提取电路输出的交流三角波信号Uj为一纯交流分量信号，它对称地分布在时间轴上的上下两侧；需要说明的是由于运算放大器A3的输入阻抗可达数兆欧姆，当交流方波信号Ui频率高于或等于工频并且电解电容C3的容量大于100微法时，电解电容C3所引起的相位移接近于0，不会对三角波信号Ug的相位产生影响。
所述的极性判别电路对交流三角波信号Uj的极性进行判别，极性判别电路中的运算放大器A4的同相输入端接地，运算放大器A4的反相输入端通过电解电容C4接收交流三角波信号Uj，运算放大器A4构成一电压比较器，由于运算放大器A4的输入阻抗远远大于电解电容C4的容抗，因此不会对交流三角波信号Uj的相位产生影响；当交流三角波信号Uj处于正半周时运算放大器A4的反相输入端的电压大于0运算放大器A4的输出端为高电平，当交流三角波信号Uj处于负半周时运算放大器A4的反相输入端的电压为负小于0，运算放大器A4的输出端为低电平，从图2可看出极性判别电路输出的方波信号Uo滞后于交流方波信号Ui 90度，这里所说的90度为交流方波信号Ui周期的四分之一。由于交流方波信号Ui的相位与被测的交流电压信号U的相位相同，方波信号Uo也滞后于被测的交流电压信号U 90度。
当被测的交流电压信号U的频率发生变化时交流方波信号Ui的频率也随之变化，由于波形转换电路中电容C2的充电和放电过程受控于交流方波信号Ui，即电容C2的充电和放电的周期是与交流方波信号Ui同步的，波形转换电路输出的三角波信号Ug的下降沿和上升沿各自斜率不变，波形始终为一等腰三角形；图2中显示了交流方波信号Ui的频率变化情况，区间f1的频率、区间f2的频率、区间f3的频率分别不同，电容C2的充电和放电的时间也发生变化使其产生的三角波的幅值分别不同，但电容C2的充电和放电的起始点和终点与交流方波信号Ui的边沿上升和下降变化是一致的是同步的，使得方波信号Uo始终滞后于外部的交流电压信号U 90度。
具体应用时，可在方波信号Uo正半周的周期内对被测电流进行积分运算或求被测电流的平均值可得到被测电流的无功分量即无功电流。
Claims (3)
1.一种移相电路，包括将输入的交流电压信号整形成交流方波信号Ui的整形电路，将交流方波信号转换成三角波信号的波形转换电路，提取三角波信号中交流分量的提取电路，对三角波信号中交流分量进行极性判别的极性判别电路；
其特征是，所述的波形转换电路包括运算放大器A2，运算放大器A2的反相输入端通过电阻R4与整形电路的输出端连接，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间接有电容C2；
所述的提取电路包括运算放大器A3，运算放大器A3的同相输入端通过电解电容C3与运算放大器A2的输出端连接，运算放大器A3的反相输入端与输出端连接；
所述的极性判别电路包括运算放大器A4，运算放大器A4的反相输入端通过电解电容C4与运算放大器A3的输出端连接，运算放大器A4的同相输入端接地，运算放大器A4的输出端输出的方波信号Uo相位滞后于交流方波信号Ui 相位90度。
2.根据权利要求1所述的移相电路，其特征是，所述的整形电路由运算放大器A1、电阻R2、电阻R3构成一同相放大器，运算放大器A1的反相输入端与输出端之间接有电阻R3，运算放大器A1的反相输入端通过电阻R2接地，交流电压信号U送到运算放大器A1的同相输入端，运算放大器A1的输出端通过电阻R1、稳压二极管DW1、DW2接地，稳压二极管DW1的阴极与稳压二极管DW2的阴极连接，稳压二极管DW2的阳极接电阻R1，稳压二极管DW1的阳极接地，稳压二极管DW1、DW2的稳压值相等，电阻R1与稳压二极管DW2的连接点为整形电路的输出端，整形电路输出的交流方波信号Ui波形对称、幅值稳定。
3.根据权利要求1所述的移相电路，其特征是，所述的整形电路由运算放大器A1、电阻R2、电阻R3构成一同相放大器，运算放大器A1的反相输入端与输出端之间接有电阻R3，运算放大器A1的反相输入端通过电阻R2接地，交流电压信号U通过电阻R1送到运算放大器A1的同相输入端，运算放大器A1的同相输入端分别接二极管D1的阳极和二极管D2的阴极，二极管D1的阴极和二极管D2的阳极接地，电阻R1和二极管D1、D2对交流电压信号U起到削波和稳幅作用，运算放大器A1的输出端为整形电路的输出端，整形电路输出的交流方波信号Ui波形对称幅值稳定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420470981.1U CN204068896U (zh) | 2014-08-20 | 2014-08-20 | 一种移相电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420470981.1U CN204068896U (zh) | 2014-08-20 | 2014-08-20 | 一种移相电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204068896U true CN204068896U (zh) | 2014-12-31 |
Family
ID=52210336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420470981.1U Withdrawn - After Issue CN204068896U (zh) | 2014-08-20 | 2014-08-20 | 一种移相电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204068896U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104184432A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-03 | 高玉琴 | 一种移相电路 |
-
2014
- 2014-08-20 CN CN201420470981.1U patent/CN204068896U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104184432A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-03 | 高玉琴 | 一种移相电路 |
| CN104184432B (zh) * | 2014-08-20 | 2016-10-05 | 高玉琴 | 一种移相电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102095934B (zh) | 一种交流电信号的相位差测量方法 | |
| CN104184432B (zh) | 一种移相电路 | |
| CN204287305U (zh) | 一种交流电压过零点检测电路 | |
| CN204068896U (zh) | 一种移相电路 | |
| CN104122438B (zh) | 一种无功功率测量电路 | |
| CN204177872U (zh) | 一种绝对电容和差动电容测量电路 | |
| CN203502448U (zh) | 简易的信号波发生器 | |
| CN102981038A (zh) | 一种简化的正弦波采样电路 | |
| CN107238750A (zh) | 一种基于运放电路的电网波形侦测方法 | |
| CN201319041Y (zh) | 一种交流采样测量的频率自动跟踪电路 | |
| CN102095936B (zh) | 一种快速测量交流电信号相位差的方法 | |
| CN103760417B (zh) | 带测频功能的简易交流信号相位捕获电路 | |
| CN203827305U (zh) | 一种与高幅值正弦波相对应的方波信号提取电路 | |
| CN205015392U (zh) | 一种过零点检测电路 | |
| CN203761351U (zh) | 方波信号提取电路 | |
| CN103487650A (zh) | 一种水轮发电机组的测频装置 | |
| CN203981755U (zh) | 一种无功电流检测电路 | |
| CN203645650U (zh) | 三相电网信号采样的锁相同步电路 | |
| CN204721257U (zh) | 一种基于dsp的电机软启动系统 | |
| CN204359870U (zh) | 一种用于小型水轮发电机组调速器的综合测量装置 | |
| CN105004908A (zh) | 单火线电压过零检测装置及检测方法 | |
| CN202998032U (zh) | 一种双复位电路 | |
| CN203566108U (zh) | 一种基于交流信号的逆变电焊机输出电流检测电路 | |
| CN103825588B (zh) | 用于提取方波信号的电路 | |
| CN204422773U (zh) | 一种用于pcb钻孔机的断针检测电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20141231 Effective date of abandoning: 20161005 |
|
| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |