两个频率相同的正弦电的相位之差叫做相位差，数值上等于两个初相角之差。当相位差为零时，它们的初相位相同，即表明两个交流电同时达到零值或最大值，叫做同相。若一个交流电比另一个交流电早到零位（或正的最大值），则前者叫做相位超前，后者叫做相位滞后。

右图是R-C超前网路的电路图。如果输入信号源的内阻为零，输出端负载阻抗为无穷大，则超前网路的传递函式可写为

式中

可见，若将无源超前网路接入系统，系统的开环增益会降到原来的1/a。为补偿超前网路造成的增益衰减，需要另外串联一个放大器或将原放大器的放大倍数提高a倍。增益补偿后的网路传递函式

超前网路G_c(s)的对数频率特性曲线，如右图所示。可见，该校正装置的相角总是超前的，故称为相角超前网路。

超前网路G_c(s)的相频特性为

将上式对ω求导并令其为零，可求出最大超前角频率

显然，ω_m位于L_c(ω)两转折频率1/(aT)和1/T的几何中心。将ω_m 代入超前网路G_c(s)的相频特性式中，可求出最大超前角

由此可看出，最大超前角φ_m仅与a有关。a值选得越大，获得的φ_m越大，但同时高频段也抬得越高。为使系统具有较高的信噪比，实际选用的a值一般不超过20。

由上式可推出

则可以根据所需的φ_m确定满足条件的a。

超前校正装置对控制系统会产生两方面的有利影响。一是相角超前，即适当选择校正装置参数，使最大超前角频率ω_m置于校正后系统的截止频率ω_c处，就可以有效增加系统的相角裕度，提高系统的相对稳定性。二是幅值增加，即将校正装置的对数幅频特性叠加到原系统开环对数幅频特性上，会使系统的截止频率ω_c右移（增大），有利于提高系统回响的快速性。

超前网路的特性是相角超前，幅值增加。串联超前校正的实质是将超前网路的最大超前角补在校正后系统开环频率特性的截止频率处，提高校正后系统的相角裕度和截止频率，从而改善系统的动态性能。

假设未校正系统的开环传递函式为G₀(s)，系统给定的稳态误差、截止频率、相角裕度和幅值裕度指标分别为e_ss*，ω_c*，r*和h*，设计超前校正装置的一般步骤可归纳如下：

（1）根据给定稳态误差e_ss*的要求，确定系统的开环增益K；

（2）根据已确定的开环增益K，绘出未校正系统的对数幅频特性曲线，并求出截止频率ω_c0和相角裕度r₀。当ω_c0<ω_c*，r_0<r*时，首先考虑用超前校正。

（3）根据给定的相角裕度r*，计算校正装置所应提供的最大相角超前量φ_m，即φ_m=r*-r₀+(5°～15°)，预加的(5°～15°)是为了补偿因校正后截止频率增大所导致的校正前系统的相角裕度的损失量。若未校正系统的对数幅频特性在截止频率处的斜率为-40dB/dec，并不再向下转折时，可以取5°～8°；若该频段斜率从-40dB/dec继续转折为-60dB/dec，甚至更小时，则补偿角应适当取大些。

（4）根据所确定的最大超前相角φ_m，按式求出相应的a值。

（5）选定校正后系统的截止频率。

（6）确定校正装置的传递函式并验算是否满足设计条件

若不满足，则返回（3），适当增加相角补偿量，重新设计直到满足要求。当调整相角补偿量不能达到设计指标时，应改变校正方案，可尝试使用滞后-超前校正。