一种用于工业面阵相机外部触发的一阶RC滤波器的制作方法

一种用于工业面阵相机外部触发的一阶rc滤波器
技术领域
1.本发明涉及滤波器技术领域，尤其是一种用于工业面阵相机外部触发的一阶rc滤波器。


背景技术：

2.频闪光源控制器会同步触发相机和点亮光源，而触发导线上的干扰信号和噪声信号会导致相机误触发，而误触发可能导致一系列意想不到的错误和故障，严重影响生产线的正常运行。现有用于工业面阵相机外部触发的滤波器为电容滤波电路，参考图6，电容滤波电路位于频闪光源控制器输出级和相机输入级之间，如图中红框所示，起到一定的滤波作用，能够将部分杂波和噪声干扰信号滤除。然而在实际的使用过程中，该滤波器在将近100次工作就会发生一次误触现象，严重影响生产线的正常运行，由于没有对干扰信号做预处理，当干扰信号幅值较大时，仍然会导致误触发，无法从根源上解决误触发问题。同时该滤波器无法调整时间常数，当电容容值较大时，容易导致不触发或者触发延迟，此时光源已经熄灭，无法获得期望的图像效果；当电容容值小时，无法过滤噪声信号，容易导致误触发。


技术实现要素：

3.本发明解决了现有用于工业面阵相机外部触发的频闪光源控制器容易引起误触发的问题，提出一种用于工业面阵相机外部触发的一阶rc滤波器，从源头上解决误触发问题，并且不会引入别的触发问题。
4.为实现上述目的，提出以下技术方案：
5.一种用于工业面阵相机外部触发的一阶rc滤波器，设置在频闪光源控制器的输出端与工业面阵相机的输入端之间，包括第一级预处理电路和第二级滤波电路，所述第一级预处理电路用于等比例降低噪声干扰信号和正常触发信号的电压值，所述第二级滤波电路用于调节阻容参数。
6.本发明在在原有电容滤波的基础上，增加了一级信号预处理，第一级预处理电路用于等比例降低噪声干扰信号和正常触发信号的电压值，使绝大部分噪声干扰信号脱离相机触发区间。同时本发明的第二级滤波电路用于调节阻容参数，当时间常数τ＝rc《150μs时，既能有效滤除高频噪声信号，又能保障正常触发不受影响，从源头上解决误触发问题。目前该方案已经应用在某现场使用中，在每天触发将近1万次，连续2个月的情况下无误触发现象发生，相较于现有技术近100次发生1次误触发，本发明效果显著。
7.作为优选，所述第一级预处理电路包括电阻r1和电阻r2，所述电阻r1的一端与频闪光源控制器的第一输出端连接，所述电阻r1的另一端与电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端与频闪光源控制器的第二输出端连接。本发明路设计使用元器件精炼，成本低，接线少，无供电需求，便于集成到频闪光源控制器中大量推广应用。
8.作为优选，所述第二级滤波电路包括电阻r1、电阻r2和电容c1，所述电容c1的一端、电阻r1的另一端和电阻r2的一端并接于工业面阵相机的第一输入端，所述电容c1的另
一端和电阻r2的另一端并接于工业面阵相机的第二输入端。本发明参数可调，根据不同规格的频闪光源控制器，改变电阻r1和电阻r2和电容c1的值来适配不同的滤波电路版本。
9.作为优选，所述电阻r1和电阻r2为电阻或等效电阻，电阻r1的阻值与电阻r2的阻值的比值范围为2到7之间。
10.作为优选，所述电阻r1及其等效电阻的取值范围为200ω至2000ω之间。
11.作为优选，所述电阻r2及其等效电阻的取值范围为20ω至1000ω之间。
12.作为优选，所述电容c1及其等效电容的取值范围为0.1μf至1μf之间。
13.本发明的有益效果是：
14.1、滤波模块功能效果显著，使用后相机无误触发现象；
15.2、电路设计使用元器件精炼，成本低，接线少，无供电需求，便于集成到频闪光源控制器中大量推广应用；
16.3、参数可调，根据不同规格的频闪光源控制器，可以适配不同的滤波电路版本；
17.4、不会引入别的触发问题。
附图说明
18.图1是实施例滤波器的构成图；
19.图2是实施例滤波器的电路图；
20.图3是实施例频闪光源控制器和滤波器等效电路图；
21.图4是实施例频闪光源控制器和滤波器直流等效电路图；
22.图5是实施例频闪光源控制器和滤波器交流等效电路图；
23.图6是现有技术滤波器电路图。
具体实施方式
24.实施例：
25.本实施例提出一种用于工业面阵相机外部触发的一阶rc滤波器，参考图1，设置在频闪光源控制器的输出端与工业面阵相机的输入端之间，包括第一级预处理电路和第二级滤波电路，所述第一级预处理电路用于等比例降低噪声干扰信号和正常触发信号的电压值，使绝大部分噪声干扰信号脱离相机触发区间。所述第二级滤波电路用于调节阻容参数，保障正常触发不受影响的同时，滤除剩下的高频噪声信号。参考图2，所述第一级预处理电路包括电阻r1和电阻r2，所述第二级滤波电路包括电阻r1、电阻r2和电容c1，所述电阻r1的一端与频闪光源控制器的第一输出端连接，所述电容c1的一端、电阻r1的另一端和电阻r2的一端并接于工业面阵相机的第一输入端，所述电容c1的另一端、电阻r2的另一端和频闪光源控制器的第二输出端并接于工业面阵相机的第二输入端。所述电阻r1和电阻r2为电阻或等效电阻，电阻r1的阻值与电阻r2的阻值的比值范围为2到7之间。所述电阻r1及其等效电阻的取值范围为200ω至2000ω之间。所述电阻r2及其等效电阻的取值范围为20ω至1000ω之间。所述电容c1及其等效电容的取值范围为0.1μf至1μf之间。
26.本发明在原有电容滤波的基础上，增加了一级信号预处理，将噪声干扰信号和正常触发信号等比例降低，使噪声干扰信号的幅值尽量不落在触发相机的电压区间。本发明的第二级滤波电路，可以调节阻容参数，使满足时间常数τ＝r*c《150μs。
27.本发明相关参数确定过程如下：
28.s1，确定频闪光源控制器和滤波器等效电路，参考图3，v1是频闪光源控制器等效电压源，直流电压幅值12v，r0是频闪光源控制器内阻180欧姆；
29.s2，确定频闪光源控制器和滤波器直流等效电路，参考图4，通过调整电阻r1和r2的值，使电容电压vc降到刚好能稳定触发相机；
30.s3，确定频闪光源控制器和滤波器交流等效电路，参考图5，通过调整电阻r1和r2和电容c1的值，使低通滤波器的时间常数t满足电路需求；
31.s4，进行瞬态分析，在正常的触发脉冲下，电容c1上的电压vc1要达到稳定的1.6v，需要67.8μs；
32.s5，计算时间常数，因为本发明的滤波器是配合频闪控制器使用，而频闪控制器所控制的光源点亮时间为1ms/次，若曝光时间保留约500μs，再保留200μs的时间余量，则要求rc所对应电容充放电时间常数：
33.t＝《(1000-500-200)/2＝150μs。
34.即要求t《150μs才能保证正常触发信号有效触发，否则可能导致图像变暗，影响图像效果。
35.本电路时间常数：
36.r0＝180ω，r1＝500ω，r2＝120ω，c1＝0.3μf；
37.tc＝{(r1+r0)//r2}*c1}＝{(r1+r0)//r2}*c1}＝30.6μs，满足要求；
38.s6，计算截止频率f，滤波电路，环境中的随机干扰和噪声是高频信号，需要滤除，本电路截至频率fc＝1/(2πt)＝5.246khz，可以有效滤除高频噪声信号；
39.s7，计算其他参数：
40.频闪光源控制器输出触发电压v1：
41.频闪光源控制器输出的用于触发相机的脉冲电压v1≈12v
42.电阻最大瞬时功率pmax：
43.pmax＝ut*ut/(r1+r2)，电阻上的功率不要太高，否则发热量大，影响电路安全稳定。
44.期望总功率p＝12*12/r《1；则r1+r2》144欧；
45.相机触发电压uc：
46.相机的触发电压实测uc＝1.6v即可以稳定触发。r1和r2组成的串联分压电路，电阻r2上的电压ur2需要尽量低而又大于1.6v即ur2＝ut*r2
47./(r1+r2)》1.6得到理论上r1《6.5r2。考虑到频闪光源控制器的输出电阻和相机的输入电阻，实测r1≈4r2时可以稳定触发，且此时相机触发端电压约1.6v。