采用信號(hào)發(fā)生器模擬噪音和變頻 器信號(hào),通過電壓濾波電路和電流濾波電路,比較后留下有效信號(hào)用于檢測.這兩個(gè)濾波電路由信號(hào)疊加電路、反相電路、一階有源低通濾波電路和二階有源低通濾波 電路組成,其中運(yùn)算放大器選擇OP07芯片.電路中各個(gè)元件的參數(shù),通過使用Multisim10軟件進(jìn)行仿真獲得.然后制作出硬件電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試,比較 終濾波電路能基本滿足預(yù)期的濾波效果,且輸出信號(hào)的滯后時(shí)間在允許的范圍內(nèi)。

變頻器的濾波電路設(shè)計(jì)
摘要:采用信號(hào)發(fā)生器模擬噪音和變頻器信號(hào),通過電壓濾渡電路和電流濾波電路，比較后留下有效信號(hào)用于檢測。這兩個(gè)濾波電路由信號(hào)疊加電路、反相電路、一階有源低通濾波電路和二階有源低邇?yōu)V波電路組成,其中運(yùn)算放大器選擇0PO7芯片.電路中各個(gè)元件的參數(shù),通過使用Mulisim10軟件進(jìn)行仿真獲得.然后制作出硬件電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試，比較終濾波電路能基本滿足預(yù)期的濾波效果，且輸出信號(hào)的滯后時(shí)間在允許的范圍內(nèi)關(guān)鍵詞:變頻器;電路;濾波器
交流變頻器是把I頻電源轉(zhuǎn)換成各種不同頻事的交流電源以實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速的設(shè)備,它是跟隨著電力電
于技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的由于直流傳動(dòng)擁有良好的調(diào)速和啟動(dòng)性能，電動(dòng)機(jī)隨著電力電子技術(shù)和電力電子器件的發(fā)展，變頻調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速性能方面也可以與直流電力拖動(dòng)子技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的  傳統(tǒng)的調(diào)速傳動(dòng)都是采用直流相婚美，因而獲得了越來越廣泛的使用.
變頻器的功能測試主要對(duì)于變頻器本身的功能是否正常，而基本性能測試和保護(hù)性能測試則要關(guān)心相關(guān)的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)是反映變頻器性能的重要指標(biāo)，因而也是測試的重點(diǎn)變頻器般都采用 PWM控制，其結(jié)構(gòu)中的開關(guān)器件-般工作在低頻段 開關(guān)器件產(chǎn)生的電磁噪聲對(duì)電壓電流檢測的準(zhǔn)確度會(huì)產(chǎn)生較大的影響.在測試的過程中，由于噪音的影響直接將電壓電流檢測信號(hào)引人到AD轉(zhuǎn)換器中,會(huì)導(dǎo)致所測信號(hào)的不準(zhǔn)確，所以對(duì)信號(hào)中噪音的處理尤為重要，這就需要使用濾波器對(duì)噪音信號(hào)進(jìn)行處理來保證檢測的精度".
濾波技術(shù)主要用于信號(hào)分析和處理技術(shù)，無論是信號(hào)的獲取、傳輸,還是信號(hào)的處理和交換都需要濾

波技術(shù)濾波電路對(duì)信號(hào)安全可靠和有效靈活地傳遞是非常重要的在電子系統(tǒng)中,使用比較多、技術(shù)比較復(fù)雜的就是濾波器，濾波器的好壞直接決定著產(chǎn)品的優(yōu)劣.所以,濾波技術(shù)是非常熱門的課題，對(duì)濾波器的研制也是歷來為各國所重視的
1電壓信號(hào)的濾波電路設(shè)計(jì)

1.1信號(hào)疊加電路
本文利用信號(hào)發(fā)生 器模擬產(chǎn)生含有噪音的變頻器的電壓信號(hào)，這樣就需要使用信號(hào)疊加電路將兩路信號(hào)疊加起來",這兩路信號(hào)是有效的電壓信號(hào)和中頻的噪音信號(hào)，疊加后得到含有噪音的電壓信號(hào)
信號(hào)疊加電路使用反相加法電路,電路圖見圖1.
有效信號(hào)為U,噪音信號(hào)為U2,其中U,=5V, U2=3V.通過電路后Un=-(U, +U2).

1.2 反相電路
由于信號(hào)通過疊加電路后相位發(fā)生了改變,所以在此使用反相電路將信號(hào)的相位復(fù)原反相電路選用反相比例放大電路，電路圖見圖2.
輸人信號(hào)為U.，經(jīng)過反相電路后信號(hào)相位發(fā)生改變，輸出電壓U2= -U.

1.3 濾波電路
濾波電路是電路的主要部分,電壓信號(hào)的頻率f =80 Hz,噪音信號(hào)的頻率f = 10 kHz,所以為了很好地濾去噪音信號(hào)同時(shí)保留有效信號(hào),選取濾波電路的截止頻率為f, =100kHz.由于電壓信號(hào)的周期較長，對(duì)滯后時(shí)間的精度要求不高，所以選擇- -階低通濾波電路 (見圖3)來對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行濾波

信號(hào)通過濾波電路后中頻的噪音信號(hào)將被濾去，留下有效的電壓信號(hào)將被輸人到檢測電路進(jìn)行檢測，但是信號(hào)在時(shí)間上會(huì)有所滯后
信號(hào)疊加電路、反相電路和- -階低通濾波電路三部分組成了電壓信號(hào)的濾波電路".

2電流信號(hào)的濾波電路設(shè)計(jì)

2.1信號(hào)疊加電路
由于通過濾波電路濾波的信號(hào)都是電壓信號(hào),所以需要先將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)再進(jìn)行濾波.本文仍利用信號(hào)發(fā)生器模擬產(chǎn)生含有噪音的變頻器信號(hào),即是電流信號(hào)轉(zhuǎn)化后的電壓信號(hào).該信號(hào)也是由兩路信號(hào)，即有效的電壓信號(hào)和中頻的噪音信號(hào)疊加面成信號(hào)疊加電路使用反相加法電路,電路圖見圖4.
有效信號(hào)為U3，噪音信號(hào)為U，其中U,=5V, U,=3V. 通過電路后U2n=-(U,+U).

2.2 反相電路
由于信號(hào)通過疊加電路后相位發(fā)生了改變"，所以在此使用反相電路將信號(hào)的相位復(fù)原反相電路選用反相比例放大電路，電路圖見圖s.
輸人信號(hào)為Un， 經(jīng)過反相電路后信號(hào)相位發(fā)生改變，輸出電壓Uz--Jn".

2.3 濾波電路
濾波電路是電路的主要部分，電壓信號(hào)的頻率f =300 Hz,噪音信號(hào)的頻率f =10kHz ,所以為了很好地濾去噪音信號(hào)同時(shí)保留有效信號(hào)，選取濾波電路的截止頻率為S, = 3501Hz.由于電流信號(hào)的周期較電壓信號(hào)的周期短，對(duì)滯后時(shí)間的精度要求較高，所以選擇二階低通濾波電路(見圖6)對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行濾

信號(hào)通過濾波電路后中頻的嗓音信號(hào)將被濾去，留下有效的電流信號(hào)將被輸人到檢測電路進(jìn)行檢測，但是信號(hào)在時(shí)間上會(huì)有所滯后.
信號(hào)疊加電路、反相電路和二階低通濾波電路三部分組成了電流信號(hào)的濾波電路

3電流濾波電路的仿真
首先在畫好的二階低通濾波電路之前加上信號(hào)疊加電路和反相電路,將電路中的元件參數(shù)設(shè)定為之前通過計(jì)算獲得的數(shù)值，并在電路中加幾個(gè)示波器便于觀察現(xiàn)象.畫好的電路圖見圖 7.

利用示波器調(diào)試各元件的參數(shù)，電路經(jīng)過信號(hào)疊加電路和反相電路的波形與電壓濾波電路中的類似，在此不再贅述，只分析經(jīng)過二階低通濾波電路的信號(hào)變化
信號(hào)經(jīng)過二階低通濾波電路的波形對(duì)比見圖8.
電路輸出信號(hào)與輸人有效信號(hào)的對(duì)比,在該二階低通濾波電路中Ro的阻值無法提前獲得，通過分析二階低通濾波電路的放大倍數(shù)，并配合示波器的調(diào)節(jié)比較終確定Ro =

3.3 kn,調(diào)試后的波形見圖9.4硬件電路調(diào)試結(jié)果分析

4.1 調(diào)試結(jié)果
(1)電壓濾波電路有效輸人信號(hào)和經(jīng)過濾波后的信號(hào)的波形對(duì)比見圖10.
圖中橫坐標(biāo)每格2.5 ms,縱坐標(biāo)每格2 v.由波形圖可以看出，當(dāng)有效輸人信號(hào)為正弦波,頻率80 Hz,幅值3V時(shí)，輸出信號(hào)波形與有效輸人信號(hào)波形幅值基本相同，時(shí)間上輸出信號(hào)有一定的滯后，但在允許的范圍內(nèi)波形圖與軟件仿真結(jié)果相同,說明電壓濾波電路可以很好地濾去中頻噪音，并保留有效信號(hào).
(2) 電流濾波電路可以很好地濾去中頻噪音，并保留有效信號(hào)，電路有效輸人信號(hào)和經(jīng)過濾波后信號(hào)的波形對(duì)比見圖11
圖中橫坐標(biāo)每格50.0 us ,縱坐標(biāo)每格2V.由波形圖可以看出，當(dāng)有效輸入信號(hào)為正弦波頻率300 Hz,幅值2V時(shí)，輸出信號(hào)波形與有效輸人信號(hào)波形幅值基本相同，輸出信號(hào)有一-定時(shí)間的滯后，在允許的范圍內(nèi).波形圖與軟件仿真結(jié)果相同,說明電流濾波電路可以很好地濾去中頻噪音,并保留有效信號(hào).

4.2 誤差分析
從波形圖可以看出，輸出電壓和輸人電壓在幅值略有不同，在時(shí)間上也有一定的滯后. 產(chǎn)生原因主要有以下幾點(diǎn):
(1) 電阻、電容的實(shí)際大小與理論大小有誤差，不能完全達(dá)到軟件仿真時(shí)的情況
(2)時(shí)間上的滯后主要來自于濾波電路，由于電路中存在電容,滯后無法完全消除，但由于滯后時(shí):沒有大大形安*發(fā)間不大，沒有大影響
(3)由于調(diào)試過程中電路周圍存在-些電磁干擾, 致使波形有些毛刺