高频信号采集中的分段式带通滤波器制造技术

高频信号采集中的分段式带通滤波器，其特征在于包括前端放大、滤波器组、信号选择切换部分，滤波器组包括数个不同中心频率及带宽的LC带通滤波器，信号选择切换部分是在数个LC带通滤波器的处理信号输入端和处理信号输出端分别接有由控制单元的程序控制的模拟开关，控制单元根据输入信号的中心频率及带宽，选用相应的LC带通滤波器对输入信号进行有效的高通、低通、带通、带阻处理。本发明专利技术与已有技术相比，具有在高频信号频率段可控制处理频率高低的输入信号的优点。

A piecewise bandpass filter in high frequency signal acquisition

Sectional type high frequency signal acquisition of band-pass filter, which comprises the front-end amplifier, filter, signal selection switch, filter group includes a plurality of different center frequency and bandwidth of the LC bandpass filter, signal selection switch with signal processing part is input end of the band-pass filter and signal processing output in a number of LC end are respectively connected with the analog switch control by the control unit of the program, the control unit according to the center frequency and the bandwidth of the input signal, select the corresponding LC bandpass filter effectively the input signal of high pass, low pass, band pass and band stop processing. Compared with the existing technology, the invention has the advantage of controlling the input signal of high and low frequency at high frequency signal frequency section.

【技术实现步骤摘要】
高频信号采集中的分段式带通滤波器
本专利技术涉及一种电力设备状态监测技术设备。
技术介绍
在现场电网电力设备状态监测的高频信号采集系统中，被测信号中基本都会含有不同性质特征的噪声干扰信号，且这样的噪声信号无法避免，因此在信号采集系统中一定会运用到高通、低通、带通、带阻等信号处理手段。在设计电路的时候都会首先根据被测信号的频率特性来设计相应的滤波器，一旦电路设计好，该参数就基本固定，但是如果电力系统中现场的被测信号有较大的中心频段偏移，那么该电路就没办法满足测试的需求，或者通过手动现场切换滤波器的方法来满足测试的要求，但是其适用性尤其是现场在线监测应用中，其弊端更加明显。现有的可控制频率高低的程控滤波器芯片及电路，其可控的输入频率最高只能达到几百KHz，对高频信号来说应用效果不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在高频信号频率段可控制处理频率高低的输入信号的高频信号采集中的分段式带通滤波器。本专利技术是这样实现的，包括前端放大、滤波器组、信号选择切换部分，前置放大对信号进行处理，以提高信号强度，滤波器组包括数个不同中心频率及带宽的LC带通滤波器，通过在数个LC带通滤波器配置不同的电感电容参数，使数个LC带通滤波器具有处理不同中心频率及带宽的能力，信号选择切换部分是在数个LC带通滤波器的处理信号输入端和处理信号输出端分别接有由控制单元的程序控制的模拟开关，控制单元根据输入信号的中心频率及带宽，依据预设程序输出相应的控制信号，控制与输入信号的中心频率及带宽对应的LC带通滤波器相连的模拟开关导通，以便能选用相应的LC带通滤波器对输入信号进行有效的高通、低通、带通、带阻处理。由于预设多个可有效处理不同频率及带宽信号的LC带通滤波器，并通过控制单元根据所检测信号的频率及带宽特性，输出相应的控制信号，控制相应的模拟开关导通，以便选择对应的LC带通滤波器对所检测信号进行处理，因此，实现了在高频信号频率段可控制处理频率高低的输入信号的目的。本专利技术与已有技术相比，具有在高频信号频率段可控制处理频率高低的输入信号的优点。附图说明图1为本专利技术的电路方框图；图2为本专利技术的带通频滤波组部分的电路图；图3为使用例1的效果图；图4为使用例2的效果图。具体实施方式现结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细描述：如图1、2所示，本专利技术包括前端放大A、滤波器组B、信号选择切换部分、后端放大C，滤波器组B包括10个不同中心频率及带宽的LC带通滤波器1，通过在10个LC带通滤波器1配置不同的电感电容参数，使10个LC带通滤波器1具有处理不同中心频率及带宽的能力，信号选择切换部分是在10个LC带通滤波器1的处理信号输入端和处理信号输出端分别接有由控制单元D的程序控制的模拟开关E，如图2所示，10个LC带通滤波器1的处理信号输入端和处理信号输出端的信号选择切换部分（模拟开关E）分别由三个高速信号切换装置（ADG904芯片）2、3组成，采用高速信号切换装置，其插入损耗和频率的关系曲线非常平坦，关断隔离性能优良，如图2所示，高频信号从CN1进来连接到前端放大器的输入端，经过四级放大电路，信号（BPF）接到10个LC带通滤波器1的处理信号输入端的三个高速信号切换装置2的输入端（BPF）（其中一高速信号切换装置的输入端与前端放大的输出信号连接后，通过两BPF111、BPF112脚分别与另两个高速信号切换装置的BPF111、BPF112脚分连接），10个LC带通滤波器1的处理信号输入端的三个高速信号切换装置2共有10个导通通道分别与10个LC带通滤波器1的处理信号输入端的相连，10个LC带通滤波器1的处理信号输入端的三个高速信号切换装置2上均有控制信号输入端与控制单元的控制信号输出相连，10个LC带通滤波器1的处理信号输出端的三个高速信号切换装置3共有10个导通通道(BPF11、BPF12、BPF13、BPF14、BPF15、BPF16、BPF17、BPF19、BPF19、BPF110)分别与10个LC带通滤波器1的处理信号输出端的相连，10个LC带通滤波器1的处理信号输出端的三个高速信号切换装置3上均有控制信号输入端与控制单元的控制信号输出相连，10个LC带通滤波器1的处理信号输出端的三个高速信号切换装置3的输出端与后端放大相连（其中一高速信号切换装置的输出端BPF15与后端放大的连接后，通过两BPF12、BPF13脚分别与另两个高速信号切换装置的BPF12、BPF13脚分连接），10个LC带通滤波器1的输出端的（电位器RP3到RP12）电位器（电位器RP3、RP4、RP5、RP6、RP7、RP8、RP9、RP10、RP11、RP12）别用来控制各个通道的信号幅度来满足后级信号的统一，在后端放大C中，首先经过一组对数放大器4，使信号的测量范围扩大，U6C、D1、D2形成了对信号的检波整形，最后通过U8和U9对信号进行后级功率放大以满足采集系统对信号的要求。其电路板工艺为1.6mm双面板，两面布线，表贴与插件混合焊接，化学镀锡为了保证滤波器的最佳效果，电路板布线严格按照滤波器厂商要求的PCB焊盘布局方式。为实现输入端和输出端的最大隔离，在电路上加有电镀槽，这样有助于实现充分的带外衰减和最小的带内纹波。另外连接器和切换装置的传输线被设计为共面波导。图3为实际中输入信号为140MHz，带宽为11.82MHz（1DB)的滤波效果图，图4为输入信号为140MHz,带宽为20.7MHz(1DB)的滤波效果图。输入和输出信号幅度均可调，输出端可以直接和数据采集系统连接，实现对高频信号的采集。控制部分为光电隔离5，输入信号电平为3--12V，远程控制信号通过该端口来控制中心频率及带宽的切换。该电路使用灵活，可以根据实际情况进行增加或减少滤波器的数量以及切换装置的数量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
高频信号采集中的分段式带通滤波器，其特征在于包括前端放大、滤波器组、信号选择切换部分，前置放大对信号进行处理，以提高信号强度，滤波器组包括数个不同中心频率及带宽的LC带通滤波器，通过在数个LC带通滤波器配置不同的电感电容参数，使数个LC带通滤波器具有处理不同中心频率及带宽的能力，信号选择切换部分是在数个LC带通滤波器的处理信号输入端和处理信号输出端分别接有由控制单元的程序控制的模拟开关，控制单元根据输入信号的中心频率及带宽，依据预设程序输出相应的控制信号，控制与输入信号的中心频率及带宽对应的LC带通滤波器相连的模拟开关导通，以便能选用相应的LC带通滤波器对输入信号进行有效的高通、低通、带通、带阻处理。

【技术特征摘要】
1.高频信号采集中的分段式带通滤波器，其特征在于包括前端放大、滤波器组、信号选择切换部分，前置放大对信号进行处理，以提高信号强度，滤波器组包括数个不同中心频率及带宽的LC带通滤波器，通过在数个LC带通滤波器配置不同的电感电容参数，使数个LC带通滤波器具有处理不同中心频率及带宽的能力，信号选择切换部分是在数个LC带通滤波器的处理信号输入端和处理信号输出端分别接有由控制单元的程序控制的模拟开关，控制单元根据输入信号的中心频率及带宽，依据预设程序输出相应的控制信号，控制与输入信号的中心频率及带宽对应的LC带通滤波器相连的模拟开关导通，以便能选用相应的LC带通滤波器对输入信号进行有效的高通、低通、带通、带阻处理。2.根据权利要求1所述的高频信号采集中的分段式带通滤波器，其特征在于数个LC带通滤波器的处理信号输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃延佳，冯晓棕，
申请(专利权)人：广州友智电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44