相位差

1.已知u= 311sin（314t- 30°） V，I= 5sin（314t 60°） A，則u與i的相位差為

jui= (-30°） - ( 60°） = - 90°，即u比i滯后90°，或i比u超前90°。

相位差的取值范圍和初相一樣，小于等于π（180°）.對于超出范圍的，同樣可以用加減2Nπ來解決。

2.研究交流電路的相位差。

如果電路含有電感和電容，對于純電容電路電壓相位滯后于電流（電壓滯后電流多少度也可以表述成電流超前電壓多少度），純電感電路電流相位滯后于電壓，滯后的相位值都為π的一半，或者說90°。在計算電路電流有效值時，電容電流超前90，電感落后90，可用矢量正交分解加合。

加在晶體管放大器基極上的交流電壓和從集電極輸出的交流電壓，這兩者的相位差正好等于180°。這種情況叫做反相位，或者叫做反相。

兩個頻率相同的交流電相位的差叫做相位差，或者叫做相差。 這兩個頻率相同的交流電，可以是兩個交流電流，可以是兩個交流電壓，可以是兩個交流電動勢，也可以是這三種量中的任何兩個。兩個同頻率正弦量的相位差就等于初相之差。是一個不隨時間變化的常數(shù)。也可以是一個元件上的電流與電壓的相位變化。任意一個正弦量y = Asin(wt j0）的相位為(wt j0），兩個同頻率正弦量的相位差（與時間t無關(guān)）。設(shè)第一個正弦量的初相為 j01，第二個正弦量的初相為 j02，則這兩個正弦量的相位差為j12 = j01 - j02。

（1） 當(dāng) j12> 0時，稱第一個正弦量比第二個正弦量的相位越前（或超前） j12；

（2） 當(dāng) j12< 0時，稱第一個正弦量比第二個正弦量的相位滯后（或落后）| j12|；

（3） 當(dāng) j12 = 0時，稱第一個正弦量與第二個正弦量同相；

（4） 當(dāng) j12 = ±π或±180°時，稱第一個正弦量與第二個正弦量反相；

（5） 當(dāng) j12 = ±π/2或±90°時，稱第一個正弦量與第二個正弦量正交。

正弦量正交（90°）和反相（180°）都是特殊的相位差。2100433B

位置差分和偽距差分,能滿足米級定位精度，已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、水下測量等。而載波相位差分,可使實時三維定位精度達(dá)到厘米級。

載波相位差分技術(shù)又稱RTK(Real Time Kinematic)技術(shù)，是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。載波相位差分方法分為兩類:一類是修正法,另一類是差分法。所謂修正法，即將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給用戶，改正用戶接收到的載波相位，再解求坐標(biāo)。2100433B

此兩正弦電量可以同為電壓、電流，或一為電壓、一為電流等。對應(yīng)點常取正弦電量由負(fù)到正的過零點，相當(dāng)于正弦電量函數(shù)的初相角。相位差的單位是度或弧度，正、負(fù)號表示領(lǐng)先或滯后關(guān)系。

待測相位差的正弦電量的頻率范圍很廣，因此采用的測量方法和儀器一般隨頻率的高低來選擇 。

相位差測量國外發(fā)展?fàn)顩r

國外對于相位差測量的研究起步早，如俄羅斯、英國、德國尤其美國該技術(shù)一直處于領(lǐng)先地位。如美國的Agilent（安捷倫）、德國德圖、日本橫河等公司在相位差測量技術(shù)方面取得優(yōu)異的成就，Agilent?53132A型通用計數(shù)器，該計數(shù)器頻率分辨率達(dá)12位/秒；頻率范圍：CH1和2：dc～225MHz；測量速度可達(dá)到200次測量/秒在GPIB上。美國CH公司生產(chǎn)的型號CH6000A高精度相位計，其分別率達(dá)0.001°，是迄今最好的相位計，精度0.020°，頻率響應(yīng)：5Hz～1MHz,增加了USB接口，利用了最新的數(shù)字技術(shù)和優(yōu)化模擬設(shè)計。?

國外的產(chǎn)品主要特點是可以測量幅值、周期還包括相位、頻率等多種參數(shù)的測量，尤其重要的是他們的產(chǎn)品測量精度高，利用非常先進(jìn)的數(shù)字芯片，這樣的優(yōu)點是測量精度高、頻率范圍寬、抗干擾好。?

相位差測量國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

與國外技術(shù)相比，我國該項目研究相對落后，它起步于上個世紀(jì)六、七十年代，我國在此后的幾十年取得了較大成就，但是測量精度相對低、使用的頻率范圍窄以及采用的器件、方法和技術(shù)與國外相比還是有很大的差距。?

隨著國內(nèi)技術(shù)發(fā)展迅速，國內(nèi)相位計產(chǎn)品技術(shù)得到快速提高，如上海旺平電氣有限公司生產(chǎn)的WP9066A多功能相位計，該相位計可用表或數(shù)字液晶顯示。該相位計相位測量范圍大、頻率高、測量精度相對較高等眾多優(yōu)點，其功能主要用于雙電力系統(tǒng)，測量交流電流，電壓兩電壓之間，兩電流之間，及電壓、電流之間的相位角度。??

總的來說，我國的相位差測量技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比還有很大的差距，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品種類少、產(chǎn)品測試功能單一，尤其重要的是儀器測量精度、數(shù)字化和自動化程度低 。???

相位差測量發(fā)展趨勢

早期階段的相位差測量技術(shù)一般采用的方法包括李沙育法、和差法、阻抗法等，這些測量方法雖然簡單，但是重大弊端是測量精度低，不符合科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和需要，所以出現(xiàn)利用數(shù)字電路、微處理器等構(gòu)成電路系統(tǒng)，使得測量精度得到極大的提高。該技術(shù)極大的簡化設(shè)計程序，使得測量精度更高、功能齊全，是社會未來發(fā)展的趨勢。?

相位差測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域和部門，如今測量電路具有運行速度快、高精度、低成本等優(yōu)點，它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V并取得了許多新的進(jìn)展。尤其國防技術(shù)的發(fā)展，需要發(fā)展高精度、多種功能的相位計。因此，在各種實時系統(tǒng)之中對于相位差測量技術(shù)極其重要。?

為了滿足本課題的要求，設(shè)計了一個相位差檢測電路，包括移相電路和顯示電路，該電路的主要功能是可以測量原信號和一個經(jīng)過移相電路的信號（正弦波）移相后之間存在的相位差，并最終由數(shù)碼管顯示。2100433B