三,低通滤波器电路的选择
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为了保证直流信号的有效传送,彻底滤除掉工频信号以及各种杂波噪声对变送器的影响,选用低通滤波器来完成此项任务。同时为了取得平坦的滤波效果,采用2db/oct 巴特沃次(最平坦特性)滤波器电路。
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而滤波电路的Q 值必须≥0.707才能获得最平坦特性。
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Q=[√(C1/C2)]/2= ≥0.707
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为了使Q=≥0.707左右,C1,C2必须建立的关系为
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C1=4Q平方×C2=2C2
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同时电路必须满足以下关系
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Ro=R2=R3
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Co=1/(2π×fL×Ro)
——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
C1=1.4Co
——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
C2=0.7Co
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fL=1/(2π×Co×Ro)
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式中 Ro 输出等效电阻
——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
Co 输出等效电容
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fL 低通截止频率
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2π 2×3.14
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根据以上公式,首先确定低通滤波器的截止频率。
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为了有效的滤除工频信号(50Hz)和外界杂波干扰频率信号,保证直流有用信号的顺利传输,合理的选择低通滤波器的截止频率至关重要。
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通常考虑截止频率为工频的1/10~1/20以下,这里选择≤2~5Hz。即只允许低于2~5Hz以下的交流及直流信号通过,高于2~5Hz以上的所有信号必须彻底隔断阻止通过。
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根据公式 fL=1/(2π×Co×Ro)
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选择 fL=(2~5)Hz
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Ro=R2=R3=51KΩ
——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
Co=1/(2π×fL×Ro)
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=1/(6.28×(2~5)×51000)
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=(0.624~1.56)μF
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C1=1.4Co=(0.847~2.184) μF
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C2=0.7Co=(0.437~1.092) μF
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由于电容器的规格容量标称值有一定的限制,这里选择容量接近的标称容量的电容器进行配组:
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第一组:C1=0.847μF 选1μF
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C2=0.437μF 选0.47μF
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第二组:C1=2.184μF 选2.2μF
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C2=1.092μF 选1μF
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验证:
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第一组:Co=C1/1.4=0.714μF
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Co=C2/0.7=0.671μF
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第二组:Co=C1/1.4=1.571μF
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Co=C2/0.7=1.429μF
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根据Co=1/(2π×fL×Ro)
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=1/(6.28×(2~5)×51000)
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=(0.624~1.56)μF
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在截止频率为2~5Hz范围内,Co=(0.624~1.56)μF 时,
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第一组按最高截止频率计算,取Co=0.671μF
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第二组按最低截止频率计算,取Co=1.571μF
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验证:根据公式 fL=1/(2π×Co×Ro)
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