MAX274在电力参数信号转换测量中低通滤波器测量装置增益电路的应用.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuseMAX274在电力参数信号转换测量中低通滤波器测量装置增益电路的应用标签:MAX电力参数参数低通滤波器参数测量测量装置测量增益电路信号转换 (浏览9次 ID:1376972)在电力参数测量装置中,电力参数来源于具有强大干扰源的电网,同时由于互感器、放大电路本身的影响,造成在信号进入A/D转换器之前,所采集信号中混有各种频率的信号,但很多是不需要的信号。在实际应用中要获得准确的FFT运算结果,必须满足奈奎斯特采样定理的要求,防止频谱混叠的发生。因此前置模拟低通滤波器在电力参数的测量装置中有着不可替代的作用,其性能将直接影响到整个系统的性能。基于DSP的电力参数测量装置已经成为现在研究的热点,但多数装置的前置模拟低通滤波器仍然由运算放大器和R,C实现。此种滤波器虽然比较容易实现,但参数调整困难,而且当工作频率较高时,元件周围的杂散电容将会严重影响滤波器的特性,。使其偏离预定工作状态,最终效果不是很好。Maxim公司推出的8阶连续时间滤波器芯片MAX274是目前较为理想的一种滤波芯片,本文重点介绍MAX274在电力参数测量装置中实现低通滤波器的过程。。1、模拟信号调理电路的工作过程该测量装置以DSP芯片TMS320LF2407A为核心,主要由模拟信号调理电路、A/D转换电路、频率测量电路、键盘显示电路和通讯接口电路组成,完成对三相电压、电流和频率的精确测量,通过DSP实现FFT算法,计算出三相有功功率、无功功率、功率因数和电能,还可以进行16次谐波分析。装置结构图如图1所示,图1中A/D转换器采用带有同步采样保持器的高速多通道14位数据采集芯片MAX125,它带8通道的多路开关和8路输入通道,其采样电压的范围是-5~+5V,转换时间为3μs。电力系统中的电压电流信号一般不能直接送到A/D转换器的输人端,3路电压和3路电流模拟信号先经PT,CT将电压电流降低,。再经过电压/电流变换器变为额定值为5V的电压信号,经过信号转换和低通滤波后,送人A/D转换器MAX125。电流信号转换电路和电压信号转换电路类似,电压信号转换电路如图2所示。电压互感器的原边100V,副边输出2mA电流经OP07转换成-~+。D1和D2对运放OP07进行输入限幅保护,C2,R2,R3和R4为互感器相移补偿电路,C1,C4和C5用来去耦和滤波。运放TL084构成电压跟随器,起到阻抗匹配的作用,同时还有缓冲、隔离和提高带载能力的作用。低通滤波器的设计用MAX274实现,TL084的输出接MAX274的INA引脚。下面重点介绍由MAX274设计低通滤波器的过程。2、 低通滤波器的设计过程 ,同时考虑到DSP的运算量,该电力参数测量装置的每周期采样点定为32个,这样既实现了对三相电压、电流等常规电力参数的精确测量,还可进行16次谐波分析。所以滤波器的截止频率Fc为800Hz,。巴特沃斯滤波器作为迄今为止用得最多的滤波器,其幅频响应在通带内非常平坦,过渡带的衰减速度比巴塞尔滤波器要快,在阻带范围内响应没有波纹,所以非常适合作为数据采集系统中的抗混叠滤波器。对于巴特沃斯滤波器通带内最大衰减Amax为3d