《50hz滤波器,有参数和公式说明》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，必需除去。本设计承受双 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：3-5-1对于 f f0 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 f f0 的低频信号，电容 2C 的阻抗格外高，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=f0 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 /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
2、出电压比输入电压落后一个略小于 /2 的相位。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 双 T 有源陷波器图 3-5 中 R4、R5 以及运放组成陷波器的正反响，具有增加信号作用，反响系数 F 有公式计算出：(3-5-2)陷波器的品质因素 Q,打算滤波器的选择性，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，其它频率尽量保存，因此需要提高 Q。Q 值的计算公式为：(3-5-3)阻带 BW 的公式为：(3-5-4)陷波深度公式为：陷波深度=20lgUomin/Ui(3-5-5)依据式 3-
3、5-1 可以计算，假设要滤除 50Hz 的噪声，必需选择好电阻 R 以及电容 C，分别可以选择 C= 0.1uF 和 R=33K、C=0.33uF 和 R=10K、C=0.33uF 和R=11K 以及 C=0.33uF 和 R=12 K，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展观看，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C= 0.1uF R=33KC=0.33uF R=10KC=0.33uF R=11KC=0.33uF R=12 K由表 5-3(a)可以看出，C=0.33uF 和 R=11K 时的陷波效果最抱负
4、，所以 R 选取了 11K,电容 C 选取了 0.33uF。但是其阻带还比较宽，还不符合要求，依据式2-5-2、2-5-3 及 2-5-4 可以知道，转变 R5 和 R4 可以转变阻带宽度。R4 固定为 1K，通过转变 R5 的值，进展试验，比照效果，R5 分别取值： 10K、20K、30K、40K、50K、60K、70K、80K、90K、100K，数据记录如表 5-3(b)所示。表 5-3(b) 不同 R5 值的输出值102030404142434445464748495051输出 mVR5=10K1020102098076072066058050042030020010040140240R
5、5=20K1040 10201020 940920900840780680540360160 100 280 420R5=30K1040 10401040 10001000980960920860740540240 120 360 560R5=40K1040 10401040 1020102010201000980940860680340 140 440 660R5=50K1040 10401040 10401040102010201000980920800400 200 540 740R5=60K1060 10601060 1060106010401040102010201000940560
6、 240 580 780R5=70K1060 10601060 1060106010601060104010401020960600 260 640 820R5=80K1060 10601060 10601060106010601060106010401020760 300 720 880R5=90K1060 10601060 1060106010601060106010601040980740 340 780 900R5=100K1060 10601060 10601060106010601060106010601000900 360 760 940频率 Hz频率 Hz表 5-3(b) 不同
7、 R5 值的输出值525354555657585960708090100200400输出 mVR5=10K32040048054058064068070074090094098098010201020R5=20K540 6407208208408809009209801000 1020 1040 1040 1040 1040R5=30K680 7808409209409409609801000 1020 1040 1040 1040 1040 1040R5=40K780 8409009609809801000 1020 1040 1040 1040 1040 1040 1040 1040R5=
8、50K840 9009401000 1000 1000 1020 1020 1040 1040 1040 1040 1040 1040 1040R5=60K900 9409801000 1000 1020 1040 1040 1040 1060 1060 1060 1060 1060 1060R5=70K900 96010001020 1040 1040 1040 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060R5=80K920 1000 1020 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 10
9、60R5=90K 980 1040 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060R5=100K 980 1040 1010 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060 1060表 5-3(c) 不同 R5 值的陷波曲线R5=10KR5=20KR5=30KR5=40KR5=50KR5=60KR5=70KR5=80KR5=90KR5=100K表 5-3(d) 不同 R5 值的陷波深度和陷波宽度R5(K)1020 30405060708090100陷波
10、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 11460 4131252118161412依据表 5-3(d)画出 R5 与陷波深度和陷波宽度的关系图，如图 5-3(a)和图 5- 3(b)所示。图 5-3(a) 陷波深度随 R5 变化图图 5-3(b) 陷波宽度随 R5 变化图依据表 5-3(c)以及图 5-3(a)和图 5-3(b)可以看出，随着 R5 的增大陷波宽度渐渐变窄，而陷波深度渐渐变小，综合考虑，选择了 R=50 K，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。图 5-3(c) R=50 K 时陷波曲线
