移相器的工作原理详解

　　移相器（Phaser）能够对波的相位进行调整的一种装置。任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移，这是早期模拟移相器的原理；现代电子技术发展后利用A/D、D/A转换实现了数字移相，顾名思义，它是一种不连续的移相技术，但特点是移相精度高。

　　移相器在雷达、导弹姿态控制、加速器、通信、仪器仪表甚至于音乐等领域都有着广泛的应用。

　　移相器的作用是将信号的相位移动一个角度。其工作原理根据不同的构成而存在差异。如晶体管电路，可在输入端加入一个控制信号来控制移相大小；在有些电路中则利用阻容电路的延时达到移相；在单片机控制系统还可利用内部定时器达到移相的目的。

　

　　移相器的工作原理

　　一种用以调节交流电压相位的装置。移相器一般是多相的，其结构如图所示。它和一台被旋转的绕线式三相异步电动机相似。通常定子绕组作为原绕组，转子绕组为副绕组。在移相器的转子转轴上装有一套蜗轮蜗杆。转动蜗轮蜗杆，能使移相器的转子相对于定子在一定范围内转动。当定子上的原绕组接三相交流电源后，气隙里产生的旋转磁场将在原、副绕组中分别感应出电动势E1和E2。其大小与各绕组的有效匝数成正比，而相位决定于原、副绕组轴线之间的相对位置。例如原、副绕组轴线在空间位置上彼此相差α电角度，忽略它们的漏阻抗电压降，可以得到原、副边电压的关系为

　　U1≈－E1

　　

　　式中nsr是原、副边绕组的变比。改变转子的位置，可以改变副边电压相对于原边电压的相位，但输出电压的大小不变。

　　移相器有多种类型，适用于不同的应用环境，为了从原理上理解各种类型移相器之间的差别，有必要就移相器的基本移相原理进行简单介绍。首先定义相位移移相器和时延迟移相器。

　　相位移移相器的定义为在工作频率带宽上具有平坦群延迟的频率响应，波前平面不随插入相位的变化而改变的控制器件。它具有如下两个特性;

　　1.对不同的相对相位移，具有平坦的频率响应;

　　2.具有固定的群延迟。（输入射频信号脉冲包络的时序不变）

　

　　图3.1.1、3.1.2 以及3.1.3 所示为相位移移相器的频率特性。相位移移相器可以应用于多路间隔不同脉冲的接收一合并机中，将射频信号对位在脉冲的包络内而不改变脉冲边沿的时序。然而，由于“相位偏斜”和“脉冲展宽”效应的限制，相位移移相器无法应用于大孔径相阵天线的宽带波束形成网络中。

　　时延迟移相器定义为在工作频率带宽上具有平坦的群延迟频率响应，但波前平面随插入相位的变化而改变的控制器件。它具有如下两个特性：

　　3.具有线性的相对相位移频率响应，其梯度随相对相位移的变化而改变;

　　4.具有波前平面不同、平坦的群延迟频率响应。（导致输入射频信号脉冲包络时序的改变）

　　

　　图3.1.4.3.1.5 以及3.1.6 所示为时延迟移相器的频率特性。时延迟移相器在宽带微波信号处理系统中有着广泛的应用，如相阵天线的波束形成网络中。需要指出的是，由于电路元件的非理想化，相位移移相器有可能呈现出延迟线移相器的频率特性，反之亦然。

　移相器的特性

　　移相器将变压器移相技术与数字测量技术进行了有机的结合，移相调移相器节精度高，读数准确直观，输出电压、电流可调，输出波形好，运行可靠，操作方便，能满足较高精度的单相及三相交流功率、相位等仪表的测试校验，也能用于电度表的检定装置之中。