專利名稱：：自動選頻窄帶帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型屬于電力測試
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是自動選頻窄帶帶通濾波器。
背景技術(shù)：
：在電力行業(yè)接地網(wǎng)測試過程中，通過向接地網(wǎng)注入某一頻率一定電流的信號，再用測得地網(wǎng)零電位電壓和電流計算出地網(wǎng)阻抗，測量地網(wǎng)頻率特性時通過測試不同頻率下的地網(wǎng)阻抗可得，由于現(xiàn)場工頻信號的干擾，加之測試信號頻率(40Hz-—60Hz)靠近工頻，干擾的去除是取得可靠測試結(jié)果的關(guān)鍵。目前，實際濾除干擾采用的方法，對于高頻干擾采用低通濾波器就可滿足，而對于與測試信號及靠近的干擾信號，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，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，取得的測試結(jié)果不準(zhǔn)確。對測試信號頻率附近的干擾，采用預(yù)先調(diào)整好中心頻率的高Q值窄帶(士0.5Hz)帶通濾波器進行干擾濾除，當(dāng)測試環(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環(huán)境溫度不同時，測試結(jié)果偏差增大。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服測試信號和干擾信號頻率靠近并且通用帶通濾波器在高Q值窄帶(±0.5Hz)時工作濾波器中心頻率受溫度影響偏移大使測試誤差增大的問題而提供一種自動選頻窄帶帶通濾波器。本實用新型的目的是以下述方式實現(xiàn)的一種自動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)部信號連接端口(VXO)、幅值信號連接端口(ADIN)和測試信號輸入端口(VXI)，帶通濾波器(2)設(shè)有電阻連接端口(RX1、RX2)、內(nèi)部信號連接端口(VXO)和幅值信號連接端口(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)部信號端口(VXO)與帶通濾波器(2)的內(nèi)部信號端口(VXO)連接，控制器(1)的幅值信號連接端口(ADIN)與帶通濾波器(2)的幅值信號連接端口(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)和開關(guān)單元(16)連接，基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元(15)與開關(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，幅值信號連接端口(ADIN)與幅值采樣單元(17)連接，開關(guān)單元(16)與內(nèi)部信號端口(VXO)連接，測試信號輸入端口(VXI)與開關(guān)單元(16)連接。本實用新型克服了測試信號和干擾信號頻率靠近并且通用帶通濾波器在高Q值窄帶(±0.5Hz)時工作濾波器中心頻率受溫度影響偏移使測試誤差增大的問題?？梢栽跍y試前自動實時調(diào)整帶通濾波器的中心頻率，從而減小了環(huán)境溫度對測試結(jié)果的影響，根據(jù)3測試數(shù)據(jù)對于干擾信號頻率與測試信號頻率相差大于1Hz，濾波輸出與給定選頻信號幅值誤差小于1%，解決了溫度對測試的影響，滿足使用要求。圖1為本實用新型連接示意圖。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。具體實施方式如圖1所示，本實用新型由控制器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)部信號端口VX0、幅值信號連接端口ADIN和測試信號輸入端口VXI，帶通濾波器2設(shè)有電阻連接端口RX1、RX2、內(nèi)部信號端口VXO和幅值信號連接端口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)部信號端口VXO為輸出測試信號或標(biāo)準(zhǔn)信號端口，控制器1的內(nèi)部信號端口VXO與帶通濾波器2的內(nèi)部信號端口VXO連接，控制器1的幅值信號連接端口ADIN與帶通濾波器的幅值信號連接端口ADIN連接，控制器1的幅值信號連接端口ADIN為控制器1檢測帶通濾波器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)部信號端口VXO連接，放大器U4輸出端經(jīng)過二極管Dl和電容C3與幅值信號連接端口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和開關(guān)單元16連接，基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元15與開關(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，幅值信號連接端口ADIN與幅值采樣單元17連接，開關(guān)單元16與內(nèi)部信號端口VXO連接，測試信號輸入端口VXI與開關(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)定需要測試的信號的頻率，LCD顯示器單元14顯示測試結(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，開關(guān)單元16用于切換標(biāo)準(zhǔn)信號和測試信號，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、運算放大器U6、分頻器U7、U8構(gòu)成，開關(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，同時與運算放大器U6的2腳連接，電阻R8的另一端與電源連接，運算放大器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，同時電阻R9的另一端與繼電器JDQ2的觸點1連接，電阻R10的另一端與電源地連接。繼電器JDQ1的觸點1與測試信號端口VXI連接，繼電器JDQ1的觸點2與繼電器JDQ2的觸點2連接后再與內(nèi)部信號端口VXO連接。本實用新型的具體工作原理過程為測試時，第一步控制器1的CPU單元11根據(jù)按鍵Sl、S2設(shè)置的被測信號的頻率，使基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元15產(chǎn)生頻率與測試信號輸入端口VXI輸入的被測信號一致，幅度為Vb的標(biāo)準(zhǔn)信號由控制器1的內(nèi)部信號端口VXO送至帶通濾波器2的內(nèi)部信號端口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，檢測帶通濾波器2的幅值信號連接端口ADIN的輸出幅值是否為最大，如不為最大，改變可調(diào)電阻值，再次檢測帶通濾波器2輸出幅值是否為最大，重復(fù)這一過程直到帶通濾波器2輸出幅值為最大，并記最大值為Vmax，第三步控制器1使測試信號輸入端口VXI輸入的測試信號經(jīng)過內(nèi)部信號端口VX0送至帶通濾波器2的內(nèi)部信號端口VXO，測得帶通濾波器輸出幅值為Vo，第四步計算被測信號中被選信號幅值為Vb搏o/Vmax，最后在LCD顯示器上顯示出來。本實用新型的測試結(jié)果如下測試數(shù)據(jù)給定被測信號要求選頻的信號標(biāo)準(zhǔn)信號Vb標(biāo)準(zhǔn)信號選頻幅值Vmax被測信號選頻幅值Vo被測信號測試值(計算)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)部信號端口(VXO)、幅值信號連接端口(ADIN)和測試信號輸入端口(VXI)，帶通濾波器(2)設(shè)有電阻連接端口(RX1、RX2)、內(nèi)部信號端口(VXO)和幅值信號連接端口(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)部信號端口(VXO)與帶通濾波器(2)的內(nèi)部信號端口(VXO)連接，控制器(1)的幅值信號連接端口(ADIN)與帶通濾波器(2)的幅值信號連接端口(ADIN)連接。2.如權(quán)利要求l所述的一種自動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)和開關(guān)單元(16)連接，基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生單元(15)與開關(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，幅值信號連接端口(ADIN)與幅值采樣單元(17)連接，開關(guān)單元(16)與內(nèi)部信號端口(VXO)連接，測試信號輸入端口(VXI)與開關(guān)單元(16)連接。專利摘要本實用新型涉及一種自動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)部信號端口VXO與帶通濾波器的內(nèi)部信號端口VXO連接，控制器的幅值信號連接端口ADIN與帶通濾波器的幅值信號連接端口ADIN連接，控制器測試信號輸入端口VXI。本實用新型可以在測試前自動實時調(diào)整帶通濾波器的中心頻率，從而減小了環(huán)境溫度對測試結(jié)果的影響，克服了測試信號和干擾信號頻率靠近并且通用帶通濾波器在高Q值窄帶(±0.5Hz)時工作濾波器中心頻率受溫度影響偏移使測試誤差增大的問題。文檔編號H03H17/02GK201515355SQ20092003481公開日2010年6月23日申請日期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,許志剛申請人:新疆電力公司吐魯番電業(yè)局