移相網(wǎng)絡(luò)是一種用于改變信號(hào)相位的電路,其工作原理基于一系列元器件組合構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),包括振蕩器、放大器和濾波器等。通過(guò)這些元器件,傳入的信號(hào)可以按照所需的方式進(jìn)行處理。
具體來(lái)說(shuō),射頻信號(hào)首先通過(guò)射線型振蕩器進(jìn)行產(chǎn)生。接著,信號(hào)會(huì)被放大器放大,然后傳送到移相器中。在移相器中,利用低通和高通濾波器的組合實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的移相。最后,信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)輸出放大器,輸出到所需要到達(dá)的設(shè)備或單元。
移相網(wǎng)絡(luò)的相位合成公式是什么
移相網(wǎng)絡(luò)的相位合成公式為:θ = arctan(R2 ? R1R2 + R1)。其中,θ代表相位角,R1和R2是與移相網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的電阻或阻抗值。這個(gè)公式描述了輸入信號(hào)在移相網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過(guò)不同電阻或阻抗后的相位變化。
然而,需要注意的是,移相網(wǎng)絡(luò)的阻抗對(duì)相位合成的公式成立有很大影響。如果阻抗不夠大,相位合成的公式可能不成立。同時(shí),在設(shè)計(jì)和應(yīng)用移相網(wǎng)絡(luò)時(shí),還需要考慮其他因素,如幅度控制、隔離作用等。
移相網(wǎng)絡(luò)綜合
移相網(wǎng)絡(luò)的綜合詳細(xì)理論可以參考W. SARAGA的寬帶分相網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),概括來(lái)說(shuō)這里用到了格型全通網(wǎng)絡(luò),也就是W. E. THOMSON最早用于推導(dǎo)貝塞爾濾波器所用到的全通格型網(wǎng)絡(luò),利用其全通并且全頻段阻抗匹配特性(前后級(jí)不會(huì)相互干擾,零極點(diǎn)只和本級(jí)的參數(shù)有關(guān),和級(jí)聯(lián)級(jí)沒(méi)有關(guān)系),非常方便的推導(dǎo)出了格型網(wǎng)絡(luò)組成的90°相移網(wǎng)絡(luò)的零極點(diǎn)。
只要求出了零極點(diǎn),器件值可以隨意配置,這種網(wǎng)絡(luò)也可以用于有源全通網(wǎng)絡(luò)移相器的設(shè)計(jì),零極點(diǎn)計(jì)算和前面的一樣,原因也是由于有源運(yùn)放前后級(jí)隔離,互不影響。
這種網(wǎng)絡(luò)的電路結(jié)構(gòu)如下:
為了省功耗,有人發(fā)明了另外一種純RC的多相網(wǎng)絡(luò),也可以實(shí)現(xiàn)90°寬帶移相,發(fā)明此電路的人應(yīng)該是Gingell,并且他還指出,這種網(wǎng)絡(luò)不光可以生成90°相移,也可以生成3相60°相移,4相45°相移,甚至是8相22.5°相移。這種網(wǎng)絡(luò)輸入輸出口互易,也就是說(shuō)輸出輸出可以隨意交換使用,在SSB單邊帶接收和發(fā)射機(jī)中可以看到這種網(wǎng)絡(luò)的不同接法。
這種網(wǎng)絡(luò)的電路結(jié)構(gòu)如下:
需要注意的是,移相網(wǎng)絡(luò)的阻抗對(duì)相位合成的公式成立有很大影響。如果阻抗不夠大,相位合成的公式可能不成立。同時(shí),為了拓展相位移動(dòng)范圍,可以選擇增加移相級(jí)數(shù)或每一級(jí)的相位偏移范圍,但需要注意的是,單級(jí)相位偏移越大,移相過(guò)程中的有效值變化也就越大,因此并不是一級(jí)移相范圍越大越好。
移相網(wǎng)絡(luò)有哪些應(yīng)用場(chǎng)景
移相網(wǎng)絡(luò)在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,主要涉及到對(duì)信號(hào)相位的精確控制和處理。以下是一些移相網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用場(chǎng)景:
雷達(dá)系統(tǒng):在雷達(dá)技術(shù)中,移相網(wǎng)絡(luò)扮演著重要的角色。特別是在相控陣?yán)走_(dá)中,移相網(wǎng)絡(luò)用于控制每個(gè)輻射器向空中發(fā)射電磁波的相位,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空搜索的任務(wù)。通過(guò)精確調(diào)整相位,雷達(dá)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的精確跟蹤和定位。
通信領(lǐng)域:在無(wú)線通信系統(tǒng)中,移相網(wǎng)絡(luò)常用于頻率合成和解調(diào)。通過(guò)調(diào)整信號(hào)的相位和頻率,移相網(wǎng)絡(luò)有助于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的穩(wěn)定傳輸和正確解碼。此外,在5G等現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中,移相網(wǎng)絡(luò)也發(fā)揮著關(guān)鍵作用,支持高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
導(dǎo)彈姿態(tài)控制:在導(dǎo)彈系統(tǒng)中,移相網(wǎng)絡(luò)用于精確控制導(dǎo)彈的姿態(tài)和飛行軌跡。通過(guò)調(diào)整導(dǎo)彈上各個(gè)部件的相位,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)彈的穩(wěn)定控制和精確打擊。
自動(dòng)化控制:在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,移相網(wǎng)絡(luò)常用于控制系統(tǒng)的相位校正和相位補(bǔ)償。通過(guò)調(diào)整輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的相位關(guān)系,移相網(wǎng)絡(luò)有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確控制。
電力系統(tǒng):在電力系統(tǒng)中,移相網(wǎng)絡(luò)用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速、功率控制等功能。這有助于優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率,提高能源利用效率。
此外,移相網(wǎng)絡(luò)還在音樂(lè)、儀器儀表等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如,在音樂(lè)制作中,移相網(wǎng)絡(luò)可以用于調(diào)整音頻信號(hào)的相位,以實(shí)現(xiàn)特定的音效和音質(zhì)。
審核編輯:黃飛
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