專(zhuān)利名稱(chēng)：：自動(dòng)選頻窄帶帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型屬于電力測(cè)試
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是自動(dòng)選頻窄帶帶通濾波器。
背景技術(shù)：
：在電力行業(yè)接地網(wǎng)測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)向接地網(wǎng)注入某一頻率一定電流的信號(hào)，再用測(cè)得地網(wǎng)零電位電壓和電流計(jì)算出地網(wǎng)阻抗，測(cè)量地網(wǎng)頻率特性時(shí)通過(guò)測(cè)試不同頻率下的地網(wǎng)阻抗可得，由于現(xiàn)場(chǎng)工頻信號(hào)的干擾，加之測(cè)試信號(hào)頻率(40Hz-—60Hz)靠近工頻，干擾的去除是取得可靠測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵。目前，實(shí)際濾除干擾采用的方法，對(duì)于高頻干擾采用低通濾波器就可滿足，而對(duì)于與測(cè)試信號(hào)及靠近的干擾信號(hào)，必須用高Q值窄帶(±0.5Hz)帶通濾波器，當(dāng)帶通濾波器Q值很大并且?guī)捄苷瓡r(shí)，決定這種濾波器中心頻率的電容及電阻由于受溫度影響變大，造成濾波器中心頻率易偏移，取得的測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。對(duì)測(cè)試信號(hào)頻率附近的干擾，采用預(yù)先調(diào)整好中心頻率的高Q值窄帶(士0.5Hz)帶通濾波器進(jìn)行干擾濾除，當(dāng)測(cè)試環(huán)境溫度與調(diào)整高Q值窄帶(±0.5Hz)帶通濾波器中心頻率時(shí)環(huán)境溫度不同時(shí)，測(cè)試結(jié)果偏差增大。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服測(cè)試信號(hào)和干擾信號(hào)頻率靠近并且通用帶通濾波器在高Q值窄帶(±0.5Hz)時(shí)工作濾波器中心頻率受溫度影響偏移大使測(cè)試誤差增大的問(wèn)題而提供一種自動(dòng)選頻窄帶帶通濾波器。本實(shí)用新型的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的一種自動(dòng)選頻窄帶帶通濾波器，包括控制器(1)和帶通濾波器(2)，控制器(1)設(shè)有電阻連接端口(RX1、RX2)、內(nèi)部信號(hào)連接端口(VXO)、幅值信號(hào)連接端口(ADIN)和測(cè)試信號(hào)輸入端口(VXI)，帶通濾波器(2)設(shè)有電阻連接端口(RX1、RX2)、內(nèi)部信號(hào)連接端口(VXO)和幅值信號(hào)連接端口(ADIN)，控制器(1)的電阻連接端口(RX1、RX2)與帶通濾波器(2)的電阻連接端口(RX1、RX2)連接，控制器(1)的內(nèi)部信號(hào)端口(VXO)與帶通濾波器(2)的內(nèi)部信號(hào)端口(VXO)連接，控制器(1)的幅值信號(hào)連接端口(ADIN)與帶通濾波器(2)的幅值信號(hào)連接端口(ADIN)連接。所述的控制器(1)包括CPU單元(11)、可調(diào)電阻單元(12)、按鍵單元(13)、LCD顯示器單元(14)、基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元(15)、開(kāi)關(guān)單元(16)和幅值采樣單元(17)，按鍵單元(13)和幅值采樣單元(17)分別與CPU單元(11)連接，CPU單元(11)分別與可調(diào)電阻單元(12)、LCD顯示器單元(14)、基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元(15)和開(kāi)關(guān)單元(16)連接，基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元(15)與開(kāi)關(guān)單元(16)連接，可調(diào)電阻單元(12)與電阻連接端口(RX1、RX2)連接，幅值信號(hào)連接端口(ADIN)與幅值采樣單元(17)連接，開(kāi)關(guān)單元(16)與內(nèi)部信號(hào)端口(VXO)連接，測(cè)試信號(hào)輸入端口(VXI)與開(kāi)關(guān)單元(16)連接。本實(shí)用新型克服了測(cè)試信號(hào)和干擾信號(hào)頻率靠近并且通用帶通濾波器在高Q值窄帶(±0.5Hz)時(shí)工作濾波器中心頻率受溫度影響偏移使測(cè)試誤差增大的問(wèn)題?？梢栽跍y(cè)試前自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整帶通濾波器的中心頻率，從而減小了環(huán)境溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，根據(jù)3測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)于干擾信號(hào)頻率與測(cè)試信號(hào)頻率相差大于1Hz，濾波輸出與給定選頻信號(hào)幅值誤差小于1%，解決了溫度對(duì)測(cè)試的影響，滿足使用要求。圖1為本實(shí)用新型連接示意圖。圖2為帶通濾波器電路原理圖。圖3為控制器原理框圖。圖4為控制器電路原理圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，本實(shí)用新型由控制器1與高Q值窄帶帶通濾波器2兩部分構(gòu)成，控制器1設(shè)有電阻連接端口RX1、RX2、內(nèi)部信號(hào)端口VX0、幅值信號(hào)連接端口ADIN和測(cè)試信號(hào)輸入端口VXI，帶通濾波器2設(shè)有電阻連接端口RX1、RX2、內(nèi)部信號(hào)端口VXO和幅值信號(hào)連接端口ADIN，控制器1的電阻連接端口RX1、RX2分別與帶通濾波器2的電阻連接端口RX1、RX2連接，控制器1輸出電阻改變時(shí)帶通濾波器2的中心頻率也隨著改變，控制器1的內(nèi)部信號(hào)端口VXO為輸出測(cè)試信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)端口，控制器1的內(nèi)部信號(hào)端口VXO與帶通濾波器2的內(nèi)部信號(hào)端口VXO連接，控制器1的幅值信號(hào)連接端口ADIN與帶通濾波器的幅值信號(hào)連接端口ADIN連接，控制器1的幅值信號(hào)連接端口ADIN為控制器1檢測(cè)帶通濾波器2輸出幅值的輸入端。如圖2所示，高Q值窄帶帶通濾波器2由放大器U1、U2、U3、U4、U5、電容C1、C2、C3、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、D8、R9、R10、R12和二極管Dl組成基本濾波器電路，其中電阻R9和R10通過(guò)電阻連接端口RX1和RX2外接電阻，外接電阻值決定本帶通濾波器的中心頻率，電阻Rl與內(nèi)部信號(hào)端口VXO連接，放大器U4輸出端經(jīng)過(guò)二極管Dl和電容C3與幅值信號(hào)連接端口ADIN連接。如圖3所示，控制器1包括CPU單元11、可調(diào)電阻單元12、按鍵單元13、LCD顯示器單元14、基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元15、開(kāi)關(guān)單元16和幅值采樣單元17，按鍵單元13和幅值采樣單元17分別與CPU單元11連接，CPU單元11分別與可調(diào)電阻單元12、LCD顯示器單元14、基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元15和開(kāi)關(guān)單元16連接，基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元15與開(kāi)關(guān)單元16連接，可調(diào)電阻單元12與電阻連接端口RX1、RX2連接，幅值信號(hào)連接端口ADIN與幅值采樣單元17連接，開(kāi)關(guān)單元16與內(nèi)部信號(hào)端口VXO連接，測(cè)試信號(hào)輸入端口VXI與開(kāi)關(guān)單元16連接?？烧{(diào)電阻單元12由CPU單元11控制從電阻連接端口RX1、RX2輸出可變電阻，按鍵單元13由按鍵Sl及S2設(shè)定需要測(cè)試的信號(hào)的頻率，LCD顯示器單元14顯示測(cè)試結(jié)果，基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元15由CPU單元11控制為調(diào)整帶通濾波器2的中心頻率向帶通濾波器2提供所設(shè)頻率固定幅值的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，開(kāi)關(guān)單元16用于切換標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和測(cè)試信號(hào)，幅值采樣單元17用于采樣帶通濾波器2的輸出幅值。如圖4所示，CPU單元11由模塊U1構(gòu)成，可調(diào)電阻單元12由數(shù)字電位器U2和U3構(gòu)成，按鍵單元13由按鍵Sl和S2組成，幅值采樣單元17由基準(zhǔn)頻率模塊U4和AD轉(zhuǎn)換模塊U5構(gòu)成，基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元15由電阻R7、R8、R9、R10、運(yùn)算放大器U6、分頻器U7、U8構(gòu)成，開(kāi)關(guān)單元16由繼電器JDQ1、JDQ2、三極管Q1、Q2、電阻R5、R6構(gòu)成，LCD顯示器單元由模塊LCD構(gòu)成。模塊Ul的40、39、38、37、36、35、34、33腳經(jīng)RPl排阻于電源上拉，分別與模塊LCD的11、12、13、14、15、16、17、18腳連接，模塊U1的14、15、16、6、7腳分別與模塊LCD的10、8、7、6、5腳連接。模塊U1的29、28、23分別與數(shù)字電位器U2和U3的2、5、1腳連接，模塊Ul的3腳與數(shù)字電位器U2的7腳連接，模塊Ul的5腳與數(shù)字電位器U3的7腳連接，數(shù)字電位器U2的3腳和數(shù)字電位器U3的6腳連接，數(shù)字電位器U2的6腳和電阻連接端口RX2連接，數(shù)字電位器U3的6腳和電阻連接端口RX1連接。模塊Ul的17、18、19、20、21分別與AD轉(zhuǎn)換模塊U5的19、18、17、16、15腳連接，AD轉(zhuǎn)換模塊U5的1腳與幅值信號(hào)連接端口ADIN連接，AD轉(zhuǎn)換模塊U5的14腳與基準(zhǔn)頻率模塊U4的6腳連接。模塊Ul的22、8腳經(jīng)電阻R3、R4于電源上拉，分別與按鍵S1、S2的一端連接，按鍵S1、S2的另一端與電源地連接。模塊Ul的4腳與分頻器U7的14腳連接，分頻器U7的12腳與分頻器U8的14腳連接，分頻器U8的12腳與運(yùn)算放大器U6的3腳連接，電阻R7的一端與電源地連接，電阻R7的另一端與電阻R8連接，同時(shí)與運(yùn)算放大器U6的2腳連接，電阻R8的另一端與電源連接，運(yùn)算放大器U6的1腳與電阻R9—端連接，電阻R9的另一端與電阻R10的一端連接，同時(shí)電阻R9的另一端與繼電器JDQ2的觸點(diǎn)1連接，電阻R10的另一端與電源地連接。繼電器JDQ1的觸點(diǎn)1與測(cè)試信號(hào)端口VXI連接，繼電器JDQ1的觸點(diǎn)2與繼電器JDQ2的觸點(diǎn)2連接后再與內(nèi)部信號(hào)端口VXO連接。本實(shí)用新型的具體工作原理過(guò)程為測(cè)試時(shí)，第一步控制器1的CPU單元11根據(jù)按鍵Sl、S2設(shè)置的被測(cè)信號(hào)的頻率，使基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元15產(chǎn)生頻率與測(cè)試信號(hào)輸入端口VXI輸入的被測(cè)信號(hào)一致，幅度為Vb的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)由控制器1的內(nèi)部信號(hào)端口VXO送至帶通濾波器2的內(nèi)部信號(hào)端口VXO，第二步控制器1的CPU單元11使電阻連接端口RX1和RX2輸出一電阻值后，檢測(cè)帶通濾波器2的幅值信號(hào)連接端口ADIN的輸出幅值是否為最大，如不為最大，改變可調(diào)電阻值，再次檢測(cè)帶通濾波器2輸出幅值是否為最大，重復(fù)這一過(guò)程直到帶通濾波器2輸出幅值為最大，并記最大值為Vmax，第三步控制器1使測(cè)試信號(hào)輸入端口VXI輸入的測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò)內(nèi)部信號(hào)端口VX0送至帶通濾波器2的內(nèi)部信號(hào)端口VXO，測(cè)得帶通濾波器輸出幅值為Vo，第四步計(jì)算被測(cè)信號(hào)中被選信號(hào)幅值為Vb搏o/Vmax，最后在LCD顯示器上顯示出來(lái)。本實(shí)用新型的測(cè)試結(jié)果如下測(cè)試數(shù)據(jù)給定被測(cè)信號(hào)要求選頻的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)Vb標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)選頻幅值Vmax被測(cè)信號(hào)選頻幅值Vo被測(cè)信號(hào)測(cè)試值(計(jì)算)2V峰值50%占空比40Hz方波給定方波基波幅值2V峰值50%占空比40Hz方波基波幅值2.546V2.546V2.546V2.546V5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種自動(dòng)選頻窄帶帶通濾波器，包括控制器(1)和帶通濾波器(2)，其特征在于控制器(1)設(shè)有電阻連接端口(RX1、RX2)、內(nèi)部信號(hào)端口(VXO)、幅值信號(hào)連接端口(ADIN)和測(cè)試信號(hào)輸入端口(VXI)，帶通濾波器(2)設(shè)有電阻連接端口(RX1、RX2)、內(nèi)部信號(hào)端口(VXO)和幅值信號(hào)連接端口(ADIN)，控制器(1)的電阻連接端口(RX1、RX2)與帶通濾波器(2)的電阻連接端口(RX1、RX2)連接，控制器(1)的內(nèi)部信號(hào)端口(VXO)與帶通濾波器(2)的內(nèi)部信號(hào)端口(VXO)連接，控制器(1)的幅值信號(hào)連接端口(ADIN)與帶通濾波器(2)的幅值信號(hào)連接端口(ADIN)連接。2.如權(quán)利要求l所述的一種自動(dòng)選頻窄帶帶通濾波器，其特征在于所述的控制器(1)包括CPU單元(11)、可調(diào)電阻單元(12)、按鍵單元(13)、LCD顯示器單元(14)、基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元(15)、開(kāi)關(guān)單元(16)和幅值采樣單元(17)，按鍵單元(13)和幅值采樣單元(17)分別與CPU單元(11)連接，CPU單元(11)分別與可調(diào)電阻單元(12)、LCD顯示器單元(14)、基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元(15)和開(kāi)關(guān)單元(16)連接，基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元(15)與開(kāi)關(guān)單元(16)連接，可調(diào)電阻單元(12)與電阻連接端口(RX1、RX2)連接，幅值信號(hào)連接端口(ADIN)與幅值采樣單元(17)連接，開(kāi)關(guān)單元(16)與內(nèi)部信號(hào)端口(VXO)連接，測(cè)試信號(hào)輸入端口(VXI)與開(kāi)關(guān)單元(16)連接。專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)選頻窄帶帶通濾波器，包括控制器和帶通濾波器，控制器的電阻連接端口RX1、RX2與帶通濾波器的電阻連接端口RX1、RX2連接，控制器的內(nèi)部信號(hào)端口VXO與帶通濾波器的內(nèi)部信號(hào)端口VXO連接，控制器的幅值信號(hào)連接端口ADIN與帶通濾波器的幅值信號(hào)連接端口ADIN連接，控制器測(cè)試信號(hào)輸入端口VXI。本實(shí)用新型可以在測(cè)試前自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整帶通濾波器的中心頻率，從而減小了環(huán)境溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，克服了測(cè)試信號(hào)和干擾信號(hào)頻率靠近并且通用帶通濾波器在高Q值窄帶(±0.5Hz)時(shí)工作濾波器中心頻率受溫度影響偏移使測(cè)試誤差增大的問(wèn)題。文檔編號(hào)H03H17/02GK201515355SQ20092003481公開(kāi)日2010年6月23日申請(qǐng)日期2009年9月29日優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日發(fā)明者張建峰,張穎,李濱,王學(xué)鵬,王徽,白宇輝,許志剛申請(qǐng)人:新疆電力公司吐魯番電業(yè)局