RCR低通滤波器电路幅频、增益、相移特性分析

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了RCR低通滤波器电路幅频、增益、相移特性分析。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、前言

        笔者负责开发的产品用于电力系统测控方面,所以在ADC电路的前级用到了RCR低通滤波器,以滤除通过PT/CT互感器串进来的高频干扰信号。与此同时,滤波电路也会对高次谐波的幅值、相位产生影响,导致我们的测量结果有偏差,因此我们需要计算滤波器特性,在软件上对测量结果进行补偿,从而得出较为精确的谐波数据。

二、滤波器电路分析

        如下图,AIN1是PT/CT的感应电流经过采样电阻产生的电压信号,AGND为模拟参考地,接在互感器一端引脚上,因此AIN是交流且具有正负方向的信号。AD1和AD1GND为ADC芯片(AD7616)输入端。

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        假设输入信号(AIN1和AGND)为Vin,输出信号(AD1和AD1GND)为Vout,R58和R59为电阻R,C62为电容C。

        那么该滤波器的传递函数为:

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令s=jw,则,G(s)=1/(1+2sRC) 

 利用幅频(输出信号的幅值与输入信号幅值之比)和相频(输出信号的相角与输入信号的相角之差)特性公式写出:

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              其增益  A = 20*log(A(w))

三、幅频分析

        这里用Win10自带的计算器绘制了函数的图形(这个工具确实蛮方便的)。其中绿色公式代表的线为电阻电容大约有5%误差时对幅频特性的影响。从图上我们可以看出频率在1000Hz内衰减较小,1000Hz以后衰减越来越大,且频率越大,阻容件的误差对结果的影响也越大。

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