[发明专利]一种移相电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种移相电路，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。

发明内容

    本发明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。

本发明的技术方案是，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。

本发明的特点是：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。

本发明的有益效果是，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为本发明的线路原理图。

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

现结合附图说明本发明的具体实施方式。

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。