[实用新型]一种电能质量监测设备的滤波电路模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滤波电路，特别涉及一种电能质量监测设备的滤波电路模块。

背景技术

现有技术中，一般采用模拟滤波器，而模拟滤波器对于混叠信号衰减速度慢，对信号的抑制效果较差，若想取得比较理想的效果，必须提高至四阶、五阶，甚至更高阶，由此可能带来成本的提高和影响到后续数据采集工作的稳定性，且具有一定的设计难度和较大的公差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电能质量监测设备的滤波电路模块，能够使信号快速达到理想的衰减效果且带有相位修正功能；能够防止高次谐波对 信号产生混叠；功耗低、小封装，能够节省能源和空间。

为了实现以上目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种电能质量监测设备的滤波电路模块，包含主滤波器件，所述的主滤波器件的输入端与外部的待测设备相连；

还包含分别与所述的主滤波器件相连的：采样模块和电源；所述的采样模块与主滤波器件的输出端相连。

所述的主滤波器件为巴特沃斯滤波器。

所述的主滤波器件为5阶巴特沃斯滤波器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、带有相位修正功能；

2、功耗低、小封装，节省能源和空间；

3、信号可快速达到理想的衰减效果。

附图说明

图1为本实用新型一种电能质量监测设备的滤波电路模块的电路原理图；

图2为本实用新型一种电能质量监测设备的采用10.24kHz的采样频率时的幅频响应图；

图3为本实用新型一种电能质量监测设备的采用20.48kHz的采样频率时的幅频响应图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。

如图1所示，一种电能质量监测设备的滤波电路模块，包含主滤波器件1，所述的主滤波器件1的输入端与外部的待测设备相连；还包含分别与所述的主滤波器件1相连的：采样模块2和电源3；所述的采样模块2与主滤波器件1的输出端相连。其中，主滤波器件1为5阶巴特沃斯滤波器。

根据采样定理，任何高于f_s/2 (f_s为采样频率)的信号会对低频信号产生混叠，混叠频率将会落在第一奈堪斯特频带，根据混叠机理，可以得到分析信号的混叠频率计算公式，设实际信号频率为f，采样频率f_s，并且f_s<2f, 经过采样分析得到的混叠后频率为f_A，折叠频率（奈奎斯特频率）为f_c＝f_s/2。其中，混叠频率 f_A=f-n*f_s，式中n=Int（f/f_s+0.5），即采样频率f_s的最近整数倍。在Excel输入公式：“=IF(MOD(INT(f/fc),2) =0，MOD(f,fs),fs-MOD(f,fs)) ”，计算得到混叠频率f_A的值。

因为谐波成分的频率可以从0～+∞，提高采样频率并不能消除信号混叠，所以必须在模拟端电路采用抗混叠滤波器对高于f_A的频率进行滤波，本实施例中的巴特沃斯低通滤波器相对于其他滤波器具有比较平缓的纹波特性，带有相位修正功能，并且信号可快速达到理想的衰减效果。

当使用时，对于监测终端设备，每10周波采样2048点时，其采样频率为10.24KHz，本实施例中，只对50次以下的谐波进行分析，故混叠在2500Hz以下的信号都要过滤掉，得到最小的混叠频率为7.74KHz；每10周波采样4096点时，其采样频率为20.48KHz，得到最小的混叠频率为17.98KHz。

当采样频率为10.24kHz时，滤波器的阶数为5能满足要求；当采样频率为20.48kHz时，滤波器的阶数为3能满足要求。因而，在本实施例中，选用型号为MAX7410的5阶巴特沃斯滤波器，小封装，节省空间。

如图2所示，当采样频率为10.24kHz，f_c选择3800Hz时，在7740Hz衰减-31dB左右，且能确保在2500Hz处不衰减。