[实用新型]低通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低通滤波器，特别涉及一种应用于滤除弧焊环境电磁测量过程中产生的噪声干扰的8阶低通开关电容滤波器。

背景技术

弧焊过程中需要弧焊电源连接线缆和焊枪并持续通电完成焊接，其磁场形式是随时间变化的连续场，并且时变磁场来源于焊接电流。输出电流可以反应时变磁场特性，其频率和大小与电流频率和大小成比例关系。但是电弧是非线性的动态负载，焊接过程中的短路过渡、干扰等因素将影响电弧本身的稳定性，由此产生的高频谐波将叠加在电流波形上使得周围的磁场更加复杂。

在弧焊环境电磁场测量系统中，需要采样焊接电源和电缆周围的电流信号。为了滤除不必要的电流成分和其它的谐波，必须在数据采样前将干扰滤除。传统的方法通常是用R、L、C这些无源元件构成无源低通滤波器或加上运算放大器构成有源带通滤波器，这些技术已经十分成熟。但是，若要实现截止频率可调，上面的设计显得无能为力。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种8阶低通开关电容滤波器，以克服普通低通滤波器截止频率不能按需要进行变化的缺陷，从而更好地滤除电磁场测量过程中产生的各种干扰。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：设计一种低通滤波器，由滤波单元和控制单元组成，其中滤波单元由滤波器及其信号稳压电路、信号调整电路组成，输入信号由信号稳压电路稳压后由经滤波器处理后传入信号调整电路。所述滤波器为贝塞尔型8阶低通开关电容滤波芯片，该芯片受控制单元产生的时钟信号控制，实现滤波截止频率的调节；所述控制单元包括CPU及由CPU和外围元器件构成的时钟信号输出电路、LED显示电路、按键设定电路、串口通信电路和光电隔离电路。其中，时钟脉冲输出电路与贝塞尔型8阶低通开关电容滤波芯片的控制端连接；LED显示电路通过LED显示设定的截止频率；按键设定电路可通过按键设定截止频率；串口通信电路经过光电隔离电路将CPU与外部设备连接，实现远程设定截止频率。

所述贝塞尔型8阶低通开关电容滤波芯片选用MAX296。

所述控制单元设有与外部仿真器连接的仿真器接口JTAG。仿真器由安装仿真软件的PC机实现。仿真软件通过单步、指定断点、指定地址等调试方法实时有效地调试程序，为调试、修改、以及生成最终程序提供有力的保证。

本实用新型的有益效果是：按照本方案设计的低通滤波器的截止频率可达到0.1Hz～50kHz，并且可以通过按键设定，也可以通过外部设备远程设定。截止频率的选定数值可以精确到小数点后一位，完全克服了传统滤波器截止频率不可调的缺陷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意框图；

图2是本实用新型原理框图；

图3至图9是控制单元原理图的不同部分，其中相同的网络标号表示在物理上连通的点；

图3是本实用新型中控制单元的LED显示电路图；

图4是本实用新型中控制单元的CPU部分的电路图；

图5是本实用新型中控制单元的按键设定部分电路图；

图6是本实用新型中控制单元的电源部分电路图；

图7是本实用新型中控制单元的串口通信电路图；

图8是本实用新型中控制单元的光电隔离电路图；

图9是本实用新型中控制单元的滤波电路图。

图中，1、滤波单元，2、控制单元。

具体实施方式

下面结合一优选实施例中的图1至图9对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实施例包括滤波单元1和控制单元2，其中滤波单元1包括信号稳压电路、滤波芯片和信号调理电路；控制单元2的结构如图2所示，由CPU、CPU及外围元件构成的时钟信号输出电路、LED显示电路、按键设定电路、串口通信电路和光耦隔离电路等组成。