《50hz滤波器,有详细参数和公式说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《50hz滤波器,有详细参数和公式说明（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、50Hz工频信号对信号采集有很大影响，必须除去。本设计采用双T有源滤波器来滤除50Hz的工频信号，电路图如图3-5所示。电路的中心频率：1_2二RC（3-5-1）对于ffo的高频信号，两个串联的电容C阻抗很低，信号可经过电容直接传输到运放的同相输入端即Ui=U+;对于ffo的低频信号，电容2C的阻抗非常高，信号可经两个串联的电阻R直接传输到运放的同相端即Ui=U+;只有当f=fo的信号输入时，分别经过两个通道传输：从高通滤波通道（两个电容C和一个电阻R/2构成）输出的电压比输入电压超前一个略小于n/2的相位；从低通滤波通道（两个电阻R和一个电容2C构成）输出电压比输入电压落后一个略小于n/2的
2、相位。两路传输到同相输入端的电压正好大小相等、相位相反，相互抵消，因此放大器输出电压近似为零18。图3-5中R4、R5以及运放组成陷波器的正反馈,系数F有公式计算出:R5R5R4具有增强信号作用，反馈（3-5-2）陷波器的品质因素Q,决定滤波器的选择性，高Q对应较窄的阻带而低Q对应较宽的阻带。本设计中由于只要求衰减50Hz信号，其它频率尽量保留，因此需要提高Q。Q值的计算公式为：1(3-5-3)J4(1F)阻带BW的公式为：2对0BW0Q(3-5-4)陷波深度公式为：陷波深度=20lg(Uomin/Ui)(3-5-5)根据式3-5-1可以计算，如果要滤除50Hz的噪声，必须选择好电阻R以及电容
3、C,分别可以选择C=0.1uF和R=33KQ、C=0.33uF和R=10KQ、C=0.33uF和R=11KQ以及C=0.33uF和R=12KQ,然后使用信号发生器输入幅度1000mV,频率变化的正弦信号以及使用示波器进行观察，获得的下陷曲线如表5-3(a)所示。表5-3(a)R、C大小不同时的陷波曲线liIT|j说U；I.0二；TX；Li汕1暑工禹孑电疤-ta4-HzC=O.luFR=33KQC=0.33uFR=10KQircr1r-7OrC=0.33uFR=11KQC=0.33uFR=12KQ由表5-3(a)可以看出，C=0.33uF和R=11KQ时的陷波效果最理想，所以R选取了11KQ,电
4、容C选取了0.33uF。但是其阻带还比较宽，还不符合要求，根据式2-5-2、2-5-3及2-5-4可以知道，改变R5和R4可以改变阻带宽度。R4固定为1KQ,通过改变R5的值，进行实验，对比效果，R5分别取值：10KQ、20KQ、30KQ、40KQ、50KQ、60KQ、70KQ、80KQ、90KQ、100KQ，数据记录如表5-3(b)所示。表5-3(b)不同R5值的输出值频率Hz464748495051输出mV102030404142434445R5=10K1020102098076072066058050042030020010040140240R5=20K10401020102094092
5、0900840780680540360160100280420R5=30K10401040104010001000980960920860740540240120360560R5=40K1040104010401020102010201000980940860680340140440660R5=50K10401040104010401040102010201000980920800400200540740R5=60K1060106010601060106010401040102010201000940560240580780R5=70K10601060106010601060106010601
6、04010401020960600260640820R5=80K10601060106010601060106010601060106010401020760300720880R5=90K1060106010601060106010601060106010601040980740340780900R5=100K10601060106010601060106010601060106010601000900360760940表5-3(b)不同R5值的输出值灰率Hz输出mV525354555657585960708090100200400R5=10K3204004805405806406807007
7、4090094098098010201020R5=20K540640720820840880900920980100010201040104010401040R5=30K6807808409209409409609801000102010401040104010401040R5=40K780840900960980980100010201040104010401040104010401040R5=50K840900940100010001000102010201040104010401040104010401040R5=60K9009409801000100010201040104010401
8、06010601060106010601060R5=70K9009601000102010401040104010601060106010601060106010601060R5=80K92010001020106010601060106010601060106010601060106010601060R5=90K98010401060106010601060106010601060106010601060106010601060R5=100K98010401010106010601060106010601060106010601060106010601060表5-3(c)不同R5值的陷波曲线
9、R5=10KQR5=20KQR5=30KQR5=40KQR5=50KQR5=60KQR5=70KQR5=90KQR5=80KQVw*yy”R5=100KQ表5-3(d)不同R5值的陷波深度和陷波宽度R5(KQ)102030405060708090100陷波深度(dB)-27.96-20-18.42-17.08-13.98-12.40-11.70-10.46-9.37-8.87陷波宽度(Hz)1146041312521181614125-3(a)和图根据表5-3(d)画出R5与陷波深度和陷波宽度的关系图，如图5-3(b)所示。PCI轄霹呷09图5-3(a)陷波深度随R5变化图iiiiqiii*q10弹聲舒禅相RS(CO)图5-3(b)陷波宽度随R5变化图根据表5-3(c)以及图5-3(a)和图5-3(b)可以看出，随着R5的增大陷波宽度逐渐变窄，而陷波深度逐渐变小，综合考虑，选择了R=50KQ,其陷波深度为-13.98dB，陷波宽度为25Hz,陷波曲线如图5-3(c)所示。+Hi图5-3(c)R=50KQ时陷波曲线
