單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)中的工頻干擾及抑制措施
0 引 言
在研制分析測溫儀時,盡管采取了有源濾波電路,但顯示出的溫度值個位仍然不穩(wěn)定。根據(jù)A/D 轉(zhuǎn)換電路分析,檢測信號的不穩(wěn)定電壓在 0~0.5mv 之間,干擾信號主要來自電網(wǎng)的工頻干擾。在電源整流過程中,產(chǎn)生了大量的高次諧波信號,這些干擾信號是造成顯示不穩(wěn)定的主要因素。抑制和消除工頻干擾,我們采取了采樣頻率是工頻(50Hz)整數(shù)(偶數(shù))倍的雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器,有效地解決了工頻干擾問題。
1 干擾抑制原理分析
設(shè)A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入信號為ui ,其包含真實(shí)信號uo 和 一系列工頻干擾諧波信號ue 即:
ui = uo + ue
式中ue 為:
ue = U1 sinωt +U2 sin2ωt + U3 sin3ωt + … (1)
對采樣時刻與采樣周期進(jìn)行特殊處理,設(shè)T 為工頻周期,則采樣周期
即一個工頻周期采樣四次,采樣時刻分別為:
將這些采樣時刻分別代入(1)式,可得到四次采樣時刻的工頻諧波干擾信號:
將四次采樣值相加取平均值:
式中UO1,UO2,UO3,UO4 為每次采樣的真值??梢?,后面的諧波干擾信號只剩下4 次和8次諧波兩項(xiàng)了,振幅較強(qiáng)的1 次、2 次、3 次諧波不存在了。其實(shí),若對原信號在每一個工頻周期內(nèi)采樣n 次,則n 個采樣值平均后僅存在n 的倍數(shù)項(xiàng)的諧波,其余諧波都將被消除。
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