专利名称：：自动选频窄带带通滤波器的制作方法
技术领域：
：本实用新型属于电力测试
技术领域：
，特别是自动选频窄带带通滤波器。
背景技术：
：在电力行业接地网测试过程中，通过向接地网注入某一频率一定电流的信号，再用测得地网零电位电压和电流计算出地网阻抗，测量地网频率特性时通过测试不同频率下的地网阻抗可得，由于现场工频信号的干扰，加之测试信号频率(40Hz-—60Hz)靠近工频，干扰的去除是取得可靠测试结果的关键。目前，实际滤除干扰采用的方法，对于高频干扰采用低通滤波器就可满足，而对于与测试信号及靠近的干扰信号，必须用高Q值窄带(±0.5Hz)带通滤波器，当带通滤波器Q值很大并且带宽很窄时，决定这种滤波器中心频率的电容及电阻由于受温度影响变大，造成滤波器中心频率易偏移，取得的测试结果不准确。对测试信号频率附近的干扰，采用预先调整好中心频率的高Q值窄带(士0.5Hz)带通滤波器进行干扰滤除，当测试环境温度与调整高Q值窄带(±0.5Hz)带通滤波器中心频率时环境温度不同时，测试结果偏差增大。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服测试信号和干扰信号频率靠近并且通用带通滤波器在高Q值窄带(±0.5Hz)时工作滤波器中心频率受温度影响偏移大使测试误差增大的问题而提供一种自动选频窄带带通滤波器。本实用新型的目的是以下述方式实现的一种自动选频窄带带通滤波器，包括控制器(1)和带通滤波器(2)，控制器(1)设有电阻连接端口(RX1、RX2)、内部信号连接端口(VXO)、幅值信号连接端口(ADIN)和测试信号输入端口(VXI)，带通滤波器(2)设有电阻连接端口(RX1、RX2)、内部信号连接端口(VXO)和幅值信号连接端口(ADIN)，控制器(1)的电阻连接端口(RX1、RX2)与带通滤波器(2)的电阻连接端口(RX1、RX2)连接，控制器(1)的内部信号端口(VXO)与带通滤波器(2)的内部信号端口(VXO)连接，控制器(1)的幅值信号连接端口(ADIN)与带通滤波器(2)的幅值信号连接端口(ADIN)连接。所述的控制器(1)包括CPU单元(11)、可调电阻单元(12)、按键单元(13)、LCD显示器单元(14)、基准频率产生单元(15)、开关单元(16)和幅值采样单元(17)，按键单元(13)和幅值采样单元(17)分别与CPU单元(11)连接，CPU单元(11)分别与可调电阻单元(12)、LCD显示器单元(14)、基准频率产生单元(15)和开关单元(16)连接，基准频率产生单元(15)与开关单元(16)连接，可调电阻单元(12)与电阻连接端口(RX1、RX2)连接，幅值信号连接端口(ADIN)与幅值采样单元(17)连接，开关单元(16)与内部信号端口(VXO)连接，测试信号输入端口(VXI)与开关单元(16)连接。本实用新型克服了测试信号和干扰信号频率靠近并且通用带通滤波器在高Q值窄带(±0.5Hz)时工作滤波器中心频率受温度影响偏移使测试误差增大的问题。可以在测试前自动实时调整带通滤波器的中心频率，从而减小了环境温度对测试结果的影响，根据3测试数据对于干扰信号频率与测试信号频率相差大于1Hz，滤波输出与给定选频信号幅值误差小于1%，解决了温度对测试的影响，满足使用要求。图1为本实用新型连接示意图。图2为带通滤波器电路原理图。图3为控制器原理框图。图4为控制器电路原理图。具体实施方式如图1所示，本实用新型由控制器1与高Q值窄带带通滤波器2两部分构成，控制器1设有电阻连接端口RX1、RX2、内部信号端口VX0、幅值信号连接端口ADIN和测试信号输入端口VXI，带通滤波器2设有电阻连接端口RX1、RX2、内部信号端口VXO和幅值信号连接端口ADIN，控制器1的电阻连接端口RX1、RX2分别与带通滤波器2的电阻连接端口RX1、RX2连接，控制器1输出电阻改变时带通滤波器2的中心频率也随着改变，控制器1的内部信号端口VXO为输出测试信号或标准信号端口，控制器1的内部信号端口VXO与带通滤波器2的内部信号端口VXO连接，控制器1的幅值信号连接端口ADIN与带通滤波器的幅值信号连接端口ADIN连接，控制器1的幅值信号连接端口ADIN为控制器1检测带通滤波器2输出幅值的输入端。如图2所示，高Q值窄带带通滤波器2由放大器U1、U2、U3、U4、U5、电容C1、C2、C3、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、D8、R9、R10、R12和二极管Dl组成基本滤波器电路，其中电阻R9和R10通过电阻连接端口RX1和RX2外接电阻，外接电阻值决定本带通滤波器的中心频率，电阻Rl与内部信号端口VXO连接，放大器U4输出端经过二极管Dl和电容C3与幅值信号连接端口ADIN连接。如图3所示，控制器1包括CPU单元11、可调电阻单元12、按键单元13、LCD显示器单元14、基准频率产生单元15、开关单元16和幅值采样单元17，按键单元13和幅值采样单元17分别与CPU单元11连接，CPU单元11分别与可调电阻单元12、LCD显示器单元14、基准频率产生单元15和开关单元16连接，基准频率产生单元15与开关单元16连接，可调电阻单元12与电阻连接端口RX1、RX2连接，幅值信号连接端口ADIN与幅值采样单元17连接，开关单元16与内部信号端口VXO连接，测试信号输入端口VXI与开关单元16连接。可调电阻单元12由CPU单元11控制从电阻连接端口RX1、RX2输出可变电阻，按键单元13由按键Sl及S2设定需要测试的信号的频率，LCD显示器单元14显示测试结果，基准频率产生单元15由CPU单元11控制为调整带通滤波器2的中心频率向带通滤波器2提供所设频率固定幅值的标准信号，开关单元16用于切换标准信号和测试信号，幅值采样单元17用于采样带通滤波器2的输出幅值。如图4所示，CPU单元11由模块U1构成，可调电阻单元12由数字电位器U2和U3构成，按键单元13由按键Sl和S2组成，幅值采样单元17由基准频率模块U4和AD转换模块U5构成，基准频率产生单元15由电阻R7、R8、R9、R10、运算放大器U6、分频器U7、U8构成，开关单元16由继电器JDQ1、JDQ2、三极管Q1、Q2、电阻R5、R6构成，LCD显示器单元由模块LCD构成。模块Ul的40、39、38、37、36、35、34、33脚经RPl排阻于电源上拉，分别与模块LCD的11、12、13、14、15、16、17、18脚连接，模块U1的14、15、16、6、7脚分别与模块LCD的10、8、7、6、5脚连接。模块U1的29、28、23分别与数字电位器U2和U3的2、5、1脚连接，模块Ul的3脚与数字电位器U2的7脚连接，模块Ul的5脚与数字电位器U3的7脚连接，数字电位器U2的3脚和数字电位器U3的6脚连接，数字电位器U2的6脚和电阻连接端口RX2连接，数字电位器U3的6脚和电阻连接端口RX1连接。模块Ul的17、18、19、20、21分别与AD转换模块U5的19、18、17、16、15脚连接，AD转换模块U5的1脚与幅值信号连接端口ADIN连接，AD转换模块U5的14脚与基准频率模块U4的6脚连接。模块Ul的22、8脚经电阻R3、R4于电源上拉，分别与按键S1、S2的一端连接，按键S1、S2的另一端与电源地连接。模块Ul的4脚与分频器U7的14脚连接，分频器U7的12脚与分频器U8的14脚连接，分频器U8的12脚与运算放大器U6的3脚连接，电阻R7的一端与电源地连接，电阻R7的另一端与电阻R8连接，同时与运算放大器U6的2脚连接，电阻R8的另一端与电源连接，运算放大器U6的1脚与电阻R9—端连接，电阻R9的另一端与电阻R10的一端连接，同时电阻R9的另一端与继电器JDQ2的触点1连接，电阻R10的另一端与电源地连接。继电器JDQ1的触点1与测试信号端口VXI连接，继电器JDQ1的触点2与继电器JDQ2的触点2连接后再与内部信号端口VXO连接。本实用新型的具体工作原理过程为测试时，第一步控制器1的CPU单元11根据按键Sl、S2设置的被测信号的频率，使基准频率产生单元15产生频率与测试信号输入端口VXI输入的被测信号一致，幅度为Vb的标准信号由控制器1的内部信号端口VXO送至带通滤波器2的内部信号端口VXO，第二步控制器1的CPU单元11使电阻连接端口RX1和RX2输出一电阻值后，检测带通滤波器2的幅值信号连接端口ADIN的输出幅值是否为最大，如不为最大，改变可调电阻值，再次检测带通滤波器2输出幅值是否为最大，重复这一过程直到带通滤波器2输出幅值为最大，并记最大值为Vmax，第三步控制器1使测试信号输入端口VXI输入的测试信号经过内部信号端口VX0送至带通滤波器2的内部信号端口VXO，测得带通滤波器输出幅值为Vo，第四步计算被测信号中被选信号幅值为Vb搏o/Vmax，最后在LCD显示器上显示出来。本实用新型的测试结果如下测试数据给定被测信号要求选频的信号标准信号Vb标准信号选频幅值Vmax被测信号选频幅值Vo被测信号测试值(计算)2V峰值50%占空比40Hz方波给定方波基波幅值2V峰值50%占空比40Hz方波基波幅值2.546V2.546V2.546V2.546V5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求一种自动选频窄带带通滤波器，包括控制器(1)和带通滤波器(2)，其特征在于控制器(1)设有电阻连接端口(RX1、RX2)、内部信号端口(VXO)、幅值信号连接端口(ADIN)和测试信号输入端口(VXI)，带通滤波器(2)设有电阻连接端口(RX1、RX2)、内部信号端口(VXO)和幅值信号连接端口(ADIN)，控制器(1)的电阻连接端口(RX1、RX2)与带通滤波器(2)的电阻连接端口(RX1、RX2)连接，控制器(1)的内部信号端口(VXO)与带通滤波器(2)的内部信号端口(VXO)连接，控制器(1)的幅值信号连接端口(ADIN)与带通滤波器(2)的幅值信号连接端口(ADIN)连接。2.如权利要求l所述的一种自动选频窄带带通滤波器，其特征在于所述的控制器(1)包括CPU单元(11)、可调电阻单元(12)、按键单元(13)、LCD显示器单元(14)、基准频率产生单元(15)、开关单元(16)和幅值采样单元(17)，按键单元(13)和幅值采样单元(17)分别与CPU单元(11)连接，CPU单元(11)分别与可调电阻单元(12)、LCD显示器单元(14)、基准频率产生单元(15)和开关单元(16)连接，基准频率产生单元(15)与开关单元(16)连接，可调电阻单元(12)与电阻连接端口(RX1、RX2)连接，幅值信号连接端口(ADIN)与幅值采样单元(17)连接，开关单元(16)与内部信号端口(VXO)连接，测试信号输入端口(VXI)与开关单元(16)连接。专利摘要本实用新型涉及一种自动选频窄带带通滤波器，包括控制器和带通滤波器，控制器的电阻连接端口RX1、RX2与带通滤波器的电阻连接端口RX1、RX2连接，控制器的内部信号端口VXO与带通滤波器的内部信号端口VXO连接，控制器的幅值信号连接端口ADIN与带通滤波器的幅值信号连接端口ADIN连接，控制器测试信号输入端口VXI。本实用新型可以在测试前自动实时调整带通滤波器的中心频率，从而减小了环境温度对测试结果的影响，克服了测试信号和干扰信号频率靠近并且通用带通滤波器在高Q值窄带(±0.5Hz)时工作滤波器中心频率受温度影响偏移使测试误差增大的问题。文档编号H03H17/02GK201515355SQ20092003481公开日2010年6月23日申请日期2009年9月29日优先权日2009年9月29日发明者张建峰,张颖,李滨,王学鹏,王徽,白宇辉,许志刚申请人:新疆电力公司吐鲁番电业局