重庆网站备案快,app网站建设可行性分析,免费ppt模板制作软件,图片生成网页链接在线移相电路就是对输入信号(一般是正弦波)进行相位控制#xff0c;而不改变其幅度#xff0c;本推文以移相电路为例#xff0c;展示模拟电路的反馈设计技巧与方法#xff1a;一、全通滤波器实现移相以上是两种移相电路 的原理#xff0c;其输出幅度保持不变#xff0c;移动的…移相电路就是对输入信号(一般是正弦波)进行相位控制而不改变其幅度本推文以移相电路为例展示模拟电路的反馈设计技巧与方法一、全通滤波器实现移相以上是两种移相电路 的原理其输出幅度保持不变移动的相位随R3和C而改变在C和R3确定时其移相是arctan函数非线性的当WR3C较小时近似线性arctan(x)x,|x|0.5仿真伯德特的相位如下上图可见在WR3C较小时是线性相移即确定最最高频率Wmax后可以反向计算R3C0.5/Wmax,确定线性相移应用的时间常数R3C。二、反馈控制设计举例现在需要设计一个电路实现输入频率在一定范围内变化、输入信号的初始相位变化时输出信号始终超前输入信号90°而输出信号幅度保持与输入信号幅度相同。这该如何实现应用前述的全通滤波器好像有希望实现关键是要能调整C与R3,而且要刚好调整到对输入信号移相90°这是问题的关键。我们把问题细分一下1如何改变C或R32) 如何检测相位差这其实就是要根据相位差来反馈控制C或R3的变化可以采用模拟控制也可用数字控制方式。先说1改变C当然不能人去手动调节要用电信号自动调节首先想到的就是反向偏置的变容二极管,本推文我们不选择改变C如果是改变R3那么如何做当然不能用普通电位器了我们还是需要能电控改变阻值的东东a不少人可能首先想到的是数字电位器这个有些问题首先太复杂意味着你要使用单片机而且数字电位器都是离散电阻值假设一步对应100欧姆1.5khz时需要900欧姆刚好合适而1.525khz输入频率如果需要923.56欧就完了因为一步对应100欧姆的数字电位器只有900欧姆、1000欧姆没有923.56欧姆会影响控制精度所以数字电位器不是最佳方案。那么你非要使用数字电位器又该怎么办那也不是没有办法只是精度差一些比如你可以参考PWM控制的思路在20次控制中1000*(20-x)/20900*x/20923.56,计算出x次选择900欧剩下(20-x)选择1000欧。b还有就是选择JFET管工作在可变电阻区这是非常好的方案只是要控制JFET的工作电压和扩展JFET的线性下面详述再说2这里关键是需要一个鉴相器来检测相位差二极管鉴相器、二极管平衡环状鉴相器、乘法器....都可以做鉴相器这里为了简单选择乘法器做鉴相器先给出整体仿真电路和仿真实验结果下面看看反馈跟踪控制电路其由鉴相器和JFET可变电阻构成1鉴相器这里采用的是乘法器把输出信号Asin(wtPo)与输入信号Asin(wtP1)相乘sina*sinb-0.5[cos(ab)-cos(a-b)],当两者差90°时结果只有cos2wt 二倍频分量无直流分量,而非90°相位差时会有一个直流分量0.5*cos(Po-P1), 推文中使用一个一阶RC取出直流分量然后对直流分量进行积分这个积分器是必须的其作用就是如果误差没有消除就不断增强调节作用此处如果换成放大器就没有持续调节作用了其实这就是PID控制中的积分环节目的就是消除最终的稳态误差此电路只是临时起意设计的参数还没有优化计算。2JFET可变电阻jFET的输出电流ID与VGS(栅源电压)、VDS(漏源电压)关系如下可以推导出其输出导纳gDS现在如下图所示通过R3/R2引入对Vds信号的反馈目的是减小JFET输出电阻的非线性造成非线性的原因从上图的gDS公式可见其还是Vds的函数因此我们的做法还是负反馈引入对Vds信号的负反馈来抑制Vds对ID的影响失真补偿以后失真度降为0.022%这改善非常明显记住善于应用负反馈者如果模拟电路世界的天下一分为四你已得其一是不是有点当年诸葛大神的隆中对三分天下的意思这种JFET低失真可变电阻很有用例如下图的低失真系数的正弦波振荡器红色区域左下角的1:1运放就是为了隔离R8/R9/VR对R4的负载效应; TL071也是反馈控制中的积分环节目的一样是消除稳态误差D2/D3构成主要的信号幅度信息提取网络采用半波整流电路取出正半周信号通过积分器其实就是半波整流输出信号的平均直流分量该分量与正弦波的幅度成比例二极管半波整流虽然简单而且不精确但是和积分器搭配却是很常见的信号幅度提取与反馈控制的手段关注微信公众号: RiscV与IC设计
