【正文】 整流器後，利用三端穩(wěn)壓 IC7815 與 7915 將電壓值調(diào)整至177。 15V dc ，其中 7815 為正電壓調(diào)整器用以穩(wěn)定電壓至＋ 15V dc ， 7915 則進(jìn)行負(fù)電壓調(diào)整。 制作方法是利用橋式整流器與穩(wěn)壓 IC 搭配適當(dāng)規(guī)格之電容構(gòu)成整流電路，將一般常用之 110 伏特電源轉(zhuǎn)為177。 15V dc 之電源， 110 伏特電源經(jīng)橋式整流器后，利用三端穩(wěn)壓 IC7815 與 7915 將電壓值調(diào)整至177。 15V dc ，其中 7815 為正電壓調(diào)整器用以穩(wěn)定電壓至＋ 15V dc ， 7915 則進(jìn)行負(fù)電壓調(diào)整。 圖 8. 利用穩(wěn)壓 IC 自製177。 V dc 電源電路圖 圖 利用穩(wěn)壓 IC 自制177。 V dc 電源電路圖 op07介紹1) 低的輸入噪聲電壓幅度— μVPP ( ～ 10Hz)2) 極低的輸入失調(diào)電壓—10 μV3) 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂— μV/ ℃4) 具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性— μV/MO5) 低的輸入偏置電流—177。 1nA6) 高的共模抑制比—126dB7) 寬的共模輸入電壓范圍—177。14V8) 寬的電源電壓范圍—177。 3V ～177。 22V9) 可替代72108A、74AD510 等電路 OP07內(nèi)部電路濾波器是一種選頻裝置，它允許輸入信號(hào)中的特定頻率成分通過(guò),同時(shí)抑制或極大地衰減其它頻率成分(又稱(chēng)此頻帶為阻帶)。根據(jù)濾波器的選頻特性，一般將濾波器分為低通、高通、帶通和帶阻四種，圖中虛線為理想濾波器的幅頻特性圖3..⑴低通濾波器 通頻帶為0fC2， fC2∞為阻帶。⑵高通濾波器 與低通濾波器相反,通頻帶為 fC1∞，f0fC1為阻帶。⑶帶通濾波器 通頻帶為fC1fC2，其它頻率為阻帶。⑷帶阻濾波器 與帶通濾波器相反，阻帶為fC1fC2，其它頻率為通帶。1） 理想濾波器理想濾波器是一個(gè)理想化的模型，在物理上是不可能實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)不失真測(cè)試條件可知，理想帶通濾波器的頻率特性為即通頻帶內(nèi)的幅頻特性為常數(shù)，通頻帶外為零，在截止頻率處出現(xiàn)直角銳變。x(t)=h(t)* 單位脈沖響應(yīng)(根據(jù)F變換的對(duì)稱(chēng)性質(zhì)) = = 單位階躍響應(yīng): x(t)=h(t)* ) 為階躍響應(yīng)的上升時(shí)間 ( )至( )為時(shí)間 而濾波器帶寬為B=fc時(shí)2）、實(shí)際濾波器的技術(shù)參數(shù)理想帶通（虛線）和實(shí)際帶通（實(shí)線）。由圖中可見(jiàn)，理想濾波器的特性只需用截止頻率描述，而實(shí)際濾波器的特性曲線無(wú)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩截止頻率之間的幅頻特性也非常數(shù)，故需用更多參數(shù)來(lái)描述。⑴紋波幅度d 在一定頻率范圍內(nèi)，實(shí)際濾波器的幅頻特性可能有波動(dòng)，d值為幅頻特性的最大波動(dòng)值。一個(gè)優(yōu)良的濾波器，d與Ａ０相比,應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于3dB，即d 。 ⑵截止頻率 幅頻特性值等于 所對(duì)應(yīng)的頻率稱(chēng)為濾波器的截止頻率，記作 。因 ， 3dB ，故截止頻率點(diǎn)又稱(chēng)半功率點(diǎn)或3dB點(diǎn)。 ⑶帶寬Ｂ和中心頻率 帶通濾波器上、下兩截止頻率之間的頻率范圍稱(chēng)為通頻帶帶寬，或3dB帶寬，記作 = ,帶寬決定濾波器分離信號(hào)相鄰頻率成分的能力，即頻率分辨力。 濾波器的中心頻率 是指上下兩截止頻率的幾何平均值，即 通常用中心頻率 來(lái)表示濾波器通頻帶在頻率域的位置。 ⑷品質(zhì)因數(shù) 值 帶通濾波器中心頻率 與帶寬 之比稱(chēng)為濾波器的品質(zhì)因數(shù)，又稱(chēng) 值，即 值越高，濾波器的頻率選擇性越好。例如中心頻率同為1000Hz的兩個(gè)帶通濾波器，品質(zhì)因數(shù)分別為 1=20， 2=40，則對(duì)應(yīng)的 1=50Hz， 2=25Hz，由于第二個(gè)濾波器的分辨力比第一個(gè)濾波器高，所以它比第一個(gè)頻率選擇性好。 ⑸倍頻程選擇性 濾波器的選擇性是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。過(guò)渡帶的幅頻特性曲線的斜率表明其幅頻特性衰減的快慢，它決定著濾波器對(duì)通頻帶外頻率成分衰減的能力。過(guò)渡帶內(nèi)幅頻特性衰減越快，對(duì)通頻帶外頻率成分的衰減能力越強(qiáng)，濾波器的選擇性就越好。 倍頻程選擇性是利用頻率變化一個(gè)倍頻程時(shí)，過(guò)渡帶幅頻特性的衰減量來(lái)衡量濾波器選擇性的指標(biāo)，以dB為單位。常用上截止頻率 與２ 之間，或者下截止頻率 之間的幅頻特性衰減量來(lái)表示。顯然，衰減量越大，濾波器選擇性越好。 ⑹濾波器因數(shù)（或矩形系數(shù)） 濾波器因數(shù)是濾波器選擇性的另一種表示方式 ，它是利用濾波器幅頻特性的 60dB帶寬與3dB帶寬的比值來(lái)衡量濾波器選擇性，記作 ，即 理想濾波器 =1，常用濾波器 =1－5，顯然， 越接近于1，濾波器選擇性越好。 3）、ＲＣ濾波器RC低通濾波器圖3.. RC低通濾波器電路的微分方程 　　　傳遞函數(shù) 　　　 (令RC= )對(duì)應(yīng)的頻率特性、幅頻特性、相頻特性分別為：　　　　 　　　　　 　　　 幅頻特性和相頻特性如圖所示。 低通濾波器的上載止頻率　　　　　　　　　 RC高通濾波器 圖3.. RC高通濾波器數(shù)學(xué)模型:微分方程:　傳遞函數(shù)：幅頻特性：相頻特性：RC帶通濾波器傳遞函數(shù)：下截止頻率:上截止頻率:RC與運(yùn)算放大器組成的濾波器頻率特性： RC與運(yùn)算放大器組成的濾波器圖是將高通網(wǎng)絡(luò)作為運(yùn)算放大器的負(fù)反饋，從而構(gòu)成了低通濾波器。該濾波器的頻率特性 二階濾波器1) 電路圖設(shè)計(jì)技術(shù)要求A,工作狀態(tài) 濾波器兩端的負(fù)載電阻，歐姆。通常兩端應(yīng)該一樣。B,通帶指標(biāo)a,通帶頻率范圍，頻率數(shù)據(jù)要確切。b,通帶內(nèi)最大反射系數(shù)，通常5％－35％.c,通帶內(nèi)最大允許衰耗，dB,－10dB.（視濾波器實(shí)現(xiàn)元件類(lèi)型）。d,通帶內(nèi)衰耗允許最大波動(dòng)，dB,－3dB.C,阻帶指標(biāo)a,阻帶頻率可分段描述，頻率數(shù)據(jù)要確切。b,各阻帶頻率段的最低衰耗要求，dB,通常10－60dB.D,過(guò)渡帶通帶截止頻率fC到阻帶開(kāi)始頻率fS之間的頻率段。工藝性設(shè)計(jì)技術(shù)要求A,實(shí)現(xiàn)元件。視濾波器工作頻段而定。B,非線性衰耗,。二次，三次諧波衰耗，dB.C,溫度特性。工作溫度范圍，xx C0－yy C0.2) 一些說(shuō)明A,指標(biāo)的提出應(yīng)該由系統(tǒng)工程師完成，與各部件設(shè)計(jì)師協(xié)商協(xié)調(diào)，把指標(biāo)合理地分配給各部件，要做到指標(biāo)分配有計(jì)算根據(jù)，有工藝可實(shí)現(xiàn)性根據(jù)，而不是想當(dāng)然。否則，可能會(huì)電路設(shè)計(jì)出來(lái)了卻作不出來(lái)，不合理的指標(biāo)還不僅僅是給人以外行的感覺(jué)。B,一般濾波器兩端負(fù)載電阻要求一樣，如果不一樣，用外加變量器實(shí)現(xiàn)阻抗變換。C,電抗型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)也可以在一定程度實(shí)現(xiàn)阻抗變換，但必須把濾波功能放在其次，因?yàn)檫@類(lèi)網(wǎng)絡(luò)多為多項(xiàng)式網(wǎng)絡(luò)，這類(lèi)網(wǎng)絡(luò)叫匹配網(wǎng)絡(luò)而不稱(chēng)其為濾波器。D,兩端負(fù)載電阻相差10倍以上，可考慮不用工作參數(shù)實(shí)現(xiàn)，用電壓或電流傳遞函數(shù)實(shí)現(xiàn)，但是，不能再提反射系數(shù)的要求。之外，還可能會(huì)因?yàn)闆](méi)有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)工具（數(shù)據(jù)表）而變得設(shè)計(jì)時(shí)間很長(zhǎng)。E,通帶指標(biāo)里a,b,兩項(xiàng)是必要的，要求反射系數(shù)過(guò)低會(huì)使濾波器復(fù)雜性激增，反而實(shí)現(xiàn)困難。5％都是高指標(biāo)了。F,通帶平坦度要求很高時(shí)應(yīng)該考慮用幅度均衡器解決。G,阻帶提過(guò)高的衰耗要求也是不必要的，實(shí)際制作時(shí)，過(guò)高衰耗也上不去。H,流行的一些硬件濾波器設(shè)計(jì)軟件只能解決多項(xiàng)式濾波器類(lèi)和一些簡(jiǎn)單類(lèi)型的濾波器的設(shè)計(jì)，用途有限。1).限幅濾波法（又稱(chēng)程序判斷濾波法）A、方法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設(shè)為A） 每次檢測(cè)到新值時(shí)判斷： 如果本次值與上次值之差=A,則本次值有效 如果本次值與上次值之差A(yù),則本次值無(wú)效,放棄本次值,用上次值代替本次值 B、優(yōu)點(diǎn)： 能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾 C、缺點(diǎn) 無(wú)法抑制那種周期性的干擾 平滑度差 2)、中位值濾波法 A、方法： 連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)） 把N次采樣值按大小排列 取中間值為本次有效值 B、優(yōu)點(diǎn)： 能有效克服因偶然因素引起的波動(dòng)干擾 對(duì)溫度、液位的變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有良好的濾波效果 C、缺點(diǎn)： 對(duì)流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜 3)、算術(shù)平均濾波法 A、方法： 連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算 N值較大時(shí)：信號(hào)平滑度較高，但靈敏度較低 N值較小時(shí)：信號(hào)平滑度較低，但靈敏度較高 N值的選取：一般流量，N=12；壓力：N=4 B、優(yōu)點(diǎn)： 適用于對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波 這樣信號(hào)的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號(hào)在某一數(shù)值范圍附近上下波動(dòng) C、缺點(diǎn)： 對(duì)于測(cè)量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用 比較浪費(fèi)RAM 4)、遞推平均濾波法（又稱(chēng)滑動(dòng)平均濾波法） A、方法： 把連續(xù)取N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊(duì)列 隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為N 每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾,并扔掉原來(lái)隊(duì)首的一次數(shù)據(jù).(先進(jìn)先出原則) 把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算,就可獲得新的濾波結(jié)果 N值的選取：流量，N=12；壓力：N=4；液面，N=4~12；溫度，N=1~4 B、優(yōu)點(diǎn)： 對(duì)周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高 適用于高頻振蕩的系統(tǒng) C、缺點(diǎn)： 靈敏度低 對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差 不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差 不適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合 比較浪費(fèi)RAM 5)、中位值平均濾波法（又稱(chēng)防脈沖干擾平均濾波法） A、方法： 相當(dāng)于“中位值濾波法”+“算術(shù)平均濾波法” 連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值 然后計(jì)算N2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值 N值的選?。?~14 B、優(yōu)點(diǎn)： 融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn) 對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差 C、缺點(diǎn)： 測(cè)量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣 比較浪費(fèi)RAM 6)、限幅平均濾波法 A、方法： 相當(dāng)于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法” 每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進(jìn)行限幅處理， 再送入隊(duì)列進(jìn)行遞推平均濾波處理 B、優(yōu)點(diǎn)： 融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn) 對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差 C、缺點(diǎn)： 比較浪費(fèi)RAM 7)、一階滯后濾波法 A、方法： 取a=0~1 本次濾波結(jié)果=（1a）*本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果 B、優(yōu)點(diǎn)： 對(duì)周期性干擾具有良好的抑制作用 適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合 C、缺點(diǎn)： 相位滯后，靈敏度低 滯后程度取決于a值大小 不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號(hào) 8)、加權(quán)遞推平均濾波法 A、方法：是對(duì)遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán) 通常是，越接近現(xiàn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。 給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號(hào)平滑度越低 B、優(yōu)點(diǎn)： 適用于有較大純滯后時(shí)間常數(shù)的對(duì)象 和采樣周期較短的系統(tǒng) C、缺點(diǎn)： 對(duì)于純滯后時(shí)間常數(shù)較小，采樣周期較長(zhǎng)，變化緩慢的信號(hào)9)、消抖濾波法 ! q: {amp。 `% a。 r( R( K* O5 I7 C% }0 yA、方法： J T! E6 J) Y+ t( I9 |* q9 {% z設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器 ) Q39。 f3 y% S/ m, j6 O8 n, v6 b/ i將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較： [39。 a9 J0 l* P, qamp。 P5 k如果采樣值＝當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零 ) g+ m }8 C N4 c2 U如果采樣值當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器+1，并判斷計(jì)數(shù)器是否=上限N(溢出) : | {! G i5 c+ [: ^1 M如果計(jì)數(shù)器溢出,則將本次值替換當(dāng)前有效值,并清計(jì)數(shù)器 P3 q1 W。 O0 k3 Z+ L8 lB、優(yōu)點(diǎn)： . Z。 q39。 k, z8 I。 J0 H, p4 V對(duì)于變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有較好的濾波效果, o1 ]9 y3 M5 l: b39。 {: z: M可避免在臨界值附近控制器的反復(fù)開(kāi)/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數(shù)值抖動(dòng) K7 t7 u( u K: ?C、缺點(diǎn)： + W2 {, A0 RM39。 [: O: f對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜 4 }) x% }8 j! samp。 I% i6 @: |/ ^如果在計(jì)數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值,則會(huì)將干擾值當(dāng)作有效值導(dǎo)入系統(tǒng) $ s39。 s M10)、限幅消抖濾波法 / l G k$ l5 h, U3 `4 S: }/ }A、方法： : n! T) X. U/ ]: v v39。 a0 g相當(dāng)于“限幅濾波法”+“消抖濾波法” C8 G R1 g: @, T, u先限幅,后消抖 。 ]amp。 {7 h6 E) a6 _B、優(yōu)點(diǎn)： 。 H/ h( S. o5 x }: f繼承了“限幅”