具有自动切换低通滤波器功能的测量装置制造方法及图纸

一种具有自动切换低通滤波器功能的测量装置，包括：一控制电路，用以控制该测量装置的运作并提供一参考频率；一频率检测电路，是与输入端及控制电路连接，并输出一高频控制信号；一低通滤波器，是将输入端的待测信号过滤后，输出一频率信号，同时低通滤波器与频率检测电路连接；一频率运算电路，是与控制电路及低通滤波器所输出的频率信号连接，同时，频率运算电路输出一中频控制信号至低通滤波器以及输出一频率测量值至一显示器；一电压测量电路，是与低通滤波器及控制电路连接，并将电压测量值送至显示器。

Measuring device with automatic switching low-pass filter function

A measuring device with automatic switching function low-pass filter comprises a control circuit for controlling the operation of the measuring device and provide a reference frequency; a frequency detection circuit is connected with the input terminal and the control circuit, and outputs a high frequency control signal; a low-pass filter, the input is to be measured after the end of signal filtering, the output signal frequency, and low pass filter and frequency detection circuit is connected; a frequency operation circuit is connected, and frequency control circuit and low pass filter output at the same time, the frequency arithmetic circuit outputs a frequency control signal to the low pass filter and output a frequency measurement value to a display; a voltage measuring circuit is connected with a low-pass filter and a control circuit, and the voltage measurement is sent to display.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种电性测量装置及其测试的方法，特别是 有关于一种在万用电表上配置具有自动切换功能的低通滤波器。
技术介绍
一般的低频信号，往往容易搭载噪声，例如在测量的市电时，由于市电的频率多为50Hz或60Hz的低频信号，故低频信号 本身便很容易受到干扰，而常有噪声，此噪声会影响其真有效值 (true RMS)的运算结果，而导致电压测量值的误差。另外，以 高级的万用电表为例，在测量AC电压的同时亦可测量信号的频 率，而如果噪声的振幅如果过大，也会使施密特触发器(Schmitt trigger)产生多余的脉波信号(pulse),而导致频率测量的结 果偏大。因此，为了滤除高频噪声，通常会使用低通滤波器(Low-pass filter)来将高频噪声滤除。但是加入低通滤波器之后，若输入 信号本身即为一高频信号时，其振幅(amplitude)会被低通滤 波器衰减(attenuation),甚至完全滤除。换句话说，当输入信 号本身的频率高到接近低通滤波器的-3db频率时，经滤波后的信 号其振幅便会开始衰减，而且频率越高，衰减得越严重。因此， 若将低通滤波器直接应用在测量装置进行滤波时，其固然可将有 效地将低频待测信号上的噪声滤除，但是当待测信号为一高频信 号(即非高频噪声)时，此高频信号的振幅被衰减的结果，会造 成运算结果偏低，而导致测量到的数值偏低，让使用者受到误导。 例如若低通滤波器的-3db频率为lKHz，而当输入端的待测信 号为一个10KHz/300V的高压信号，且信号的频率很明显的高于 低通滤波器的-3db频率，此时会因信号的振幅被衰减，而使得测量到的数值严重偏低，将有可能让使用者忽略而有被电伤的危 险。此外，再以高级的万用电表为例，通常在电表测量到待测信 号的电压值或电流值大到超过默认值时，电表上的蜂鸣器(buzzer)会鸣叫来警告使用者，若因激活低通滤波器而使测量值偏低时，蜂鸣器将有可能失去示警的作用。另外，若信号振幅 衰减得太严重，也会导致施密特触发器无法产生脉波，使得频率 无法正常测量。美国专利US7034517 B2中曾经公开一种手动启动低通滤波 器的方法，由使用者自行判断是否应该启动低通滤波器，并通过 按压测量装置上的按键来启动。但是若使用者启动低通滤波器 后，而其测量的信号的频率会随时间而改变成高频信号时，也有 可能造成测量上的误差而不自知。为了兼顾滤除高频噪声以及维持高频信号测量的正确性，本 专利技术提供了一个自动切换的机制，使得低通滤波器可以依据输入 端的信号状态做不同的切换，以提高测量的正确性与方便性。即在预设的状态下，让低通滤波器处于启动状态，此时测量 装置内部可以透过开关选取进行测量；而输入信号本身的频率经 过运算，其频率接近或高于Low-pass filter的-3db频率时，则 自动将Low-pass filter的-3db频率提高；若检测到输入信号为 一个高频的信号时，则自动将Low-pass filter关闭，并选取未 经滤波的信号进行测量，以提高测量的正确性与方便性。
技术实现思路
如前所述，本专利技术为应用于测量装置中提供了一个具有自动 启动与关闭功能的低通滤波器，然后再透过频率检测电路与频率 运算电路，能得知待测信号的频率高低。故本专利技术的一主要目的 是在测量装置上提供一个具有自动启动与关闭功能的低通滤波 器，以避免测量到错误的数值。本专利技术的另一主要目的是在测量装置上提供一个具有自动 启动与关闭功能的低通滤波器，以提高测量的正确性与方便性。依据上述的目的，本专利技术公开首先一种具有自动切换低通滤 波器功能的测量装置，包括 一控制电路，用以控制该测量装置 的运作，并提供一参考频率； 一频率检测电路，是与一输入端及 该控制电路连接，并输出一高频控制信号； 一低通滤波器，是将 该输入端的待测信号过滤后，输出一频率信号，同时，该低通滤波器与该频率检测电路连接； 一频率运算电路，是与该控制电路及该低通滤波器所输出的频率信号连接，同时，该频率运算电路 输出一中频控制信号至该低通滤波器以及输出一频率测量值至一显示器； 一电压测量电路，是与该低通滤波器及该控制电路连 接，并将电压测量值送至该显示器。本专利技术接着公开一种低通滤波器电路，是由一第一操作放大 器、 一第二操作放大器、 一第一电容器、 一第二电容器以及多个 电阻所组成，其中该第一操作放大器的正输入端与一输入端连 接，而该低通滤波器电路的特征在于该第一操作放大器与该第一电容之间经由一第一开关连接，其中该第一开关的输入端配置 有多个切换位置，而该多个切换位置与该多个电阻值不相同的电 阻连接至该第一操作放大器的负输入端及该第一操作放大器的输出端，而该第一电容器的第一端与该第一开关的输出端连接； 该第二操作放大器与该第一电容之间经由一第二开关连接，其中 该第二开关的输入端配置有多个切换位置，而该多个切换位置与 该多个电阻值不相同的电阻连接至与该第一开关的输出端，而该 第二开关的输出端与该第二电容器及该第二操作放大器的正输 入端连接以及该第二操作放大器的输出端与该第一电容器的另 一端及该第二操作放大器的负输入端连接。本专利技术接着提供一种配置于测量装置中的低通滤波器的自 动切换方法，包括提供一待测信号，是自测量装置的输入端进 入；提供一控制电路，用以控制测量装置的运作，并提供一参考 频率；提供一频率检测电路，是与测量装置的输入端及控制电路 连接，并输出一高频控制信号；提供一低通滤波器，是与测量装 置的输入端连接并将输入端的待测信号过滤后，输出一频率信号，同时，低通滤波器与频率检测电路连接并且低通滤波器中配 置有一频率切换电路；提供一频率运算电路，是与控制电路及低通滤波器所输出的频率信号连接，同时，频率运算电路输出一中 频控制信号至低通滤波器；提供一电压测量电路，是与低通滤波 器及控制电路连接；其中当待测信号经由频率检测电路检测为一高频信号时，频率检 测电路会送出一高频(HF)控制信号，役使低通滤波器关闭，同 时，将未经滤波的高频信号分别送入电压测量电路进行电压测 量，以及频率运算电路进行频率运算，最后将此高频信号的电压 与频率测量值由显示器显示；或是，当待测信号为一低频信号时，此低频信号会通过低通滤波器 并经过该频率运算电路与电压测量电路后，分别将低频信号的电 压与频率测量值由显示器显示；或是，当待测信号为一介于低频信号与高频信号之间时，待测信号 会经过低通滤波器并经过频率运算电路运算后，由频率运算电路 送出一个中频(MF)控制信号至低通滤波器以驱动该频率切换电 路，以得到一较高的-3db频率，经过滤波后的信号并经过该频率 运算电路与电压测量电路后，再将待测信号的测量值由显示器显附图说明图1是本专利技术的电路的功能方块图2是本专利技术的具有自动启动与关闭功能的低通滤波器的电 路示意图3是本专利技术的低通滤波器的电路的实施例； 图4是本专利技术定义的LF、 MF与HF与低通滤波器输出的 -3db频率的相对关系；图5是本专利技术的频率检测电路的实施例；图6是本专利技术的频率检测电路的实际运作情形；图7是一个典型的低通滤波器的电路。主要组件符号说明110控制电路120频率运算电路130频率检测电路140低通滤波器150均方根值转换器155电压测量电路160数字/模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自动切换低通滤波器功能的测量装置，其特征在于，包括：　一控制电路，用以控制该测量装置的运作，并提供一参考频率；　一频率检测电路，是与一输入端及该控制电路连接，并输出一高频控制信号；　一低通滤波器，是将该输入端的待测 信号过滤后，输出一频率信号，同时，该低通滤波器与该频率检测电路连接；　一频率运算电路，是与该控制电路及该低通滤波器所输出的频率信号连接，同时，该频率运算电路输出一中频控制信号至该低通滤波器以及输出一频率测量值至一显示器；　一电压 测量电路，是与该低通滤波器及该控制电路连接，并将电压测量值送至该显示器。

【技术特征摘要】
1、一种具有自动切换低通滤波器功能的测量装置，其特征在于，包括一控制电路，用以控制该测量装置的运作，并提供一参考频率；一频率检测电路，是与一输入端及该控制电路连接，并输出一高频控制信号；一低通滤波器，是将该输入端的待测信号过滤后，输出一频率信号，同时，该低通滤波器与该频率检测电路连接；一频率运算电路，是与该控制电路及该低通滤波器所输出的频率信号连接，同时，该频率运算电路输出一中频控制信号至该低通滤波器以及输出一频率测量值至一显示器；一电压测量电路，是与该低通滤波器及该控制电路连接，并将电压测量值送至该显示器。2、 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该频率检 测电路是由多个串联的除频电路、 一正反器以及一 SR型闩所组 成。3、 一种具有自动切换低通滤波器功能的测量装置，其特征在于，包括一控制电路，用以控制该测量装置的运作，并提供一参考频率；一频率检测电路，是与一第一施密特触发器及该控制电路连 接，并输出一高频控制信号，其中该第一施密特触发器是将一输入信号转换成一方波；一低通滤波器，是将该输入端的待测信号过滤后，输出一频 率信号；一频率运算电路，是与该控制电路连接，而该频率运算电路 与该低通滤波器之间经由一第一开关与该第一史密特触发器及 一第二施密特触发器连接，同时，该频率运算电路也输出一中频控制信号至该低通滤波器以及输出一频率测量值至一显示器，其 中该第二施密特触发器是将该开关的输出频率信号转换成一方 波；一均方根值转换器，是经由一第二开关与该低通滤波器及该 输入端连接；以及一数字/模拟转换器，是与该均方根值转换器连接，用以将 一数字信号送到该显示器。4、 如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，该频率检 测电路是由多个串联的除频电路、 一正反器以及一 SR型闩所组 成。5、 一种低通滤波器电路，是由一第一操作放大器、 一第二 操作放大器、 一第一电容器、 一第二电容器以及多个电阻所组成， 其中该第一操作放大器的正输入端与一输入端连接，其特征在于该第一操作放大器与该第一电容之间经由一第一开关连接， 其中该第一开关的输入端配置有多个切换位置，而该多个切换位 置与该多个电阻值不相同的电阻连接至该第一操作放大器的负 输入端及该第一操作放大器的输出端，而该第一电容器的第一端与该第一开关的输出端连接；该第二操作放大器与该第一电容之间经由一第二开关连接， 其中该第二开关的输入端配置有多个切换位置，而该多个切换位 置与该多个电阻值不相同的电阻连接至该第一开关的输出端，而 该第二开关的输出端与该第二电容器及该第二操作放大器的正 输入端连接以及该第二操作放大器的输出端与该第一电容器的 另一端及该第二操作放大器的负输入端连接。6、 如权利要求5所述的低通滤波器电路，其特征在于，该 第一开关及该第二开关同时与一控制信号连...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎俊良，
申请(专利权)人：承永资讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]