一種微弱電信號(hào)低功耗濾波電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微弱電信號(hào)低功耗濾波電路。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)信號(hào)的頻率具有選擇性的電路稱為濾波電路，它能使某特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，阻止此頻率范圍以外的信號(hào)通過(guò).根據(jù)通帶頻率的不同可分為低通(LPF)、高通(HPF)、帶通(BPF)與帶阻(BEF)四種濾波電路，根據(jù)濾波電路中有無(wú)有源元件又可以分為有源濾波器和無(wú)源濾波器.無(wú)源濾波是通過(guò)電感和電容的匹配而對(duì)某次諧波電流構(gòu)成一個(gè)低阻態(tài)通路，無(wú)源濾波成本低、運(yùn)行穩(wěn)定，但是諧波濾除率一般只有80 ;有源濾波能有效抵消系統(tǒng)諧波，對(duì)于小功率低頻信號(hào)，有源濾波比無(wú)源濾波電路整體性能更好、濾除諧波功能更強(qiáng)。
[0003]早期的諧波檢測(cè)都是采用濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，存在著易受干擾、檢測(cè)諧波次數(shù)少等缺陷。當(dāng)軟件FFT (快速傅里葉變換)算法出現(xiàn)后，由于克服了硬件諧波檢測(cè)方式的缺陷，因而得到了廣泛應(yīng)用，目前大部分智能供電系統(tǒng)中諧波檢測(cè)和分析都采用該軟件算法實(shí)現(xiàn)。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于軟件FFT算法需要一個(gè)完整基波周期的數(shù)據(jù)，且如需檢測(cè)的諧波次數(shù)升高，采樣點(diǎn)必須成倍增加，繼而會(huì)產(chǎn)生占用處理器內(nèi)存空間大、數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)、頻譜混疊等問(wèn)題，這勢(shì)必會(huì)給CPU增加很大的負(fù)荷，甚至有可能影響到控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，而換用高性能的處理器必然會(huì)增加系統(tǒng)的成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種微弱電信號(hào)低功耗濾波電路，本實(shí)用新型具有良好的濾波、放大、反饋、調(diào)節(jié)功能，在低頻信號(hào)信息處理、數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等方面都可以得到廣泛應(yīng)用。
[0005]本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案為:一種微弱電信號(hào)低功耗濾波電路，包括兩個(gè)運(yùn)算放大器，6個(gè)電阻以及3個(gè)電容；其特征在于，輸入信號(hào)端(Vin)經(jīng)過(guò)串聯(lián)的第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)與第一運(yùn)算放大器(Al)的正相輸入端(I)相連，第一運(yùn)算放大器(Al)的反相輸入端(2)通過(guò)第四電阻(R4)與第一運(yùn)算放大器的輸出端(4)連接，第一運(yùn)算放大器(Al)的正電源端(5)接+5V電源，第一運(yùn)算放大器(Al)的負(fù)電源端(3)接-5V電源，第一運(yùn)算放大器(Al)的輸出端(4)與電路信號(hào)輸出端(Vout)相連；第一電容(Cl)與第二電容(C2)串聯(lián)在信號(hào)輸入端(Vin)與第一運(yùn)算放大器(Al)的正相輸入端(I)之間,第五電阻(R5)接在第一運(yùn)算放大器(Al)的輸出端(4)與地之間；輸入信號(hào)端(Vin)經(jīng)過(guò)第三電容(C3)與第二運(yùn)算放大器(A2)的輸出端(6)連接，第二運(yùn)算放大器(A2)的反相輸入端
(9)經(jīng)過(guò)第六電阻(R6)與其輸出端(6)相連，在第一電容(Cl)與第二運(yùn)算放大器(A2)的輸出端(6)之間串聯(lián)第三電阻(R3)，第二運(yùn)算放大器(A2)的正電源端(7)接+12V電源，第二運(yùn)算放大器(A2)的負(fù)電源端(10)接-12V電源，第二運(yùn)算放大器(A2)的輸入端接地。
[0006]按上述方案，所述第一運(yùn)算放大器(Al)的型號(hào)為ICL7650S芯片，所述第二運(yùn)算放大器(A2)的型號(hào)為SGM8141。
[0007]該裝置工作的原理是:帶阻濾波器是指在某一頻帶內(nèi)信號(hào)受到很大衰減或抑制干擾信號(hào)不能通過(guò)，而在其余頻率范圍信號(hào)則能順利通過(guò)的電路結(jié)構(gòu)，主要用于消除某些無(wú)用信號(hào)，以減小對(duì)有用信號(hào)的干擾。在電阻、電容構(gòu)成的雙T濾波網(wǎng)絡(luò)后添加一級(jí)同相比例運(yùn)放有源帶阻濾波電路，構(gòu)成基本的二階有源帶阻濾波電路，其中Rl、R2、Cl和C2、C3、R3構(gòu)成雙T選頻網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)算放大器A2具有放大和反饋?zhàn)饔?。濾除50 Hz工頻干擾的濾波電路設(shè)計(jì)，采用具有濾波、放大、反饋、調(diào)節(jié)功能的可調(diào)Q值雙T有源帶阻濾波電路，在有源帶阻濾波電路基礎(chǔ)上，又增加了具有反饋功能的運(yùn)算放大器U2和具有調(diào)節(jié)功能的電位器R3。其中，電位器R3具有調(diào)節(jié)電路的品質(zhì)因數(shù)Q的作用，Q值越大，阻帶寬度越窄，選頻特性越好.針對(duì)50 Hz工頻及其二次諧波，設(shè)計(jì)了兩個(gè)窄帶阻帶中心頻率，分別為50 Hz和100 Hz的獨(dú)立可調(diào)Q值雙T有源帶阻濾波電路，把二者先后串接即構(gòu)成具有濾除50 Hz干擾信號(hào)。
[0008]本實(shí)用新型裝置帶來(lái)的有益效果是:該微弱生物電信號(hào)濾波電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，具有良好的濾波、放大、反饋、調(diào)節(jié)功能，在低頻信號(hào)信息處理、數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等方面都可以得到廣泛應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0011]圖1是微電信號(hào)10Hz濾波電路的原理圖，該微電信號(hào)10Hz濾波電路，由運(yùn)算放大器A1、A2，電阻R1、R2、R3、R4、R5和R6以及電容C1、C2和C3組成；輸入信號(hào)Vin經(jīng)過(guò)電阻Rl和R2與運(yùn)算放大器Al的正相輸入端I相連，電路信號(hào)輸出端Vout與運(yùn)算放大器Al的輸出端4相連；運(yùn)算放大器Al的正電源端5接+5V電源，Al的負(fù)電源端3接-5V電源，運(yùn)算放大器A2的正電源端2接+5V電源，A2的負(fù)電源端5接-5V電源，A2的反相輸入端4經(jīng)過(guò)電阻R6與其輸出端I相連；電阻Rl串聯(lián)在信號(hào)輸入端Vin與電阻R2之間，電阻R2串聯(lián)在電阻Rl與Al正相輸入端I之間，電阻R3串聯(lián)在電容Cl與運(yùn)算放大器A2的輸出端I之間，電阻R4接在Al反相輸入端2與其輸出端4之間，電阻R5接在Al的輸出端4與地之間；電容Cl與電容C2串聯(lián)在信號(hào)輸入端Vin與Al的正相輸入端I之間；電容C3接在信號(hào)輸入端Vin與運(yùn)算放大器A2的輸出端I之間；運(yùn)算放大器Al的型號(hào)為ICL7650S芯片；運(yùn)算放大器A2的型號(hào)為SGM8141，是一種單通道超低功耗運(yùn)算放大器。
[0012]除了上述以外本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也都能理解到，在此說(shuō)明和圖示的具體實(shí)施例都可以進(jìn)一步變動(dòng)結(jié)合。例如，可以將單通道超低功耗運(yùn)算放大器Al、A2根據(jù)實(shí)際工況更換為其他類型的運(yùn)算放大器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微弱電信號(hào)低功耗濾波電路，包括兩個(gè)運(yùn)算放大器，6個(gè)電阻以及3個(gè)電容；其特征在于，輸入信號(hào)端經(jīng)過(guò)串聯(lián)的第一電阻和第二電阻與第一運(yùn)算放大器的正相輸入端相連，第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)第四電阻與第一運(yùn)算放大器的輸出端連接，第一運(yùn)算放大器的正電源端接+5V電源，第一運(yùn)算放大器的負(fù)電源端接-5V電源，第一運(yùn)算放大器的輸出端與電路信號(hào)輸出端相連；第一電容與第二電容串聯(lián)在信號(hào)輸入端與第一運(yùn)算放大器的正相輸入端之間，第五電阻接在第一運(yùn)算放大器的輸出端與地之間；輸入信號(hào)端經(jīng)過(guò)第三電容與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，第二運(yùn)算放大器的反相輸入端經(jīng)過(guò)第六電阻與其輸出端相連，在第一電容與第二運(yùn)算放大器的輸出端之間串聯(lián)第三電阻，第二運(yùn)算放大器的正電源端接+5V電源，第二運(yùn)算放大器的負(fù)電源端接-5V電源，第二運(yùn)算放大器的輸入端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗濾波電路，其特征在于，第一運(yùn)算放大器(Al)的型號(hào)為ICL7650S芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗濾波電路，其特征在于，第二運(yùn)算放大器(A2)是單通道超低功耗運(yùn)算放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗濾波電路，其特征在于，第二運(yùn)算放大器(A2)的型號(hào)為 SGM8141。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種微弱電信號(hào)低功耗濾波電路，該濾波電路由運(yùn)算放大器A1、A2，電阻R1、R2、R3、R4、R5和R6以及電容C1、C2和C3組成，輸入信號(hào)Vin經(jīng)過(guò)電阻R1和R2與運(yùn)算放大器A1的正相輸入端相連，電路信號(hào)輸出端Vout與A1的輸出端相連，濾波電路以可調(diào)Q值、雙T有源帶阻濾波電路為核心，并在有源帶阻濾波電路基礎(chǔ)上，又增加了具有反饋功能的運(yùn)算放大器，該微弱電信號(hào)濾波電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，具有良好的濾波、放大、反饋、調(diào)節(jié)功能，在低頻信號(hào)信息處理、數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等方面都可以得到廣泛應(yīng)用。
【IPC分類】H03H7-12
【公開號(hào)】CN204392204
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520082687
【發(fā)明人】楊毅, 劉華宜, 王濤, 陳偉, 熊桂芳, 余勝, 龔瑛, 楊華, 齊磊, 劉勤, 金光明
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日