單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)中的工頻干擾及抑制措施

0 引 言
在研制分析測溫儀時(shí)，盡管采取了有源濾波電路，但顯示出的溫度值個(gè)位仍然不穩(wěn)定。根據(jù)A/D 轉(zhuǎn)換電路分析，檢測信號的不穩(wěn)定電壓在 0~0.5mv 之間，干擾信號主要來自電網(wǎng)的工頻干擾。在電源整流過程中，產(chǎn)生了大量的高次諧波信號，這些干擾信號是造成顯示不穩(wěn)定的主要因素。抑制和消除工頻干擾，我們采取了采樣頻率是工頻（50Hz）整數(shù)（偶數(shù)）倍的雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器，有效地解決了工頻干擾問題。
1 干擾抑制原理分析
設(shè)A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入信號為ui ，其包含真實(shí)信號uo 和 一系列工頻干擾諧波信號ue 即：

ui = uo + ue
式中ue 為：
ue = U1 sinωt +U2 sin2ωt + U3 sin3ωt + … （1）

對采樣時(shí)刻與采樣周期進(jìn)行特殊處理，設(shè)T 為工頻周期，則采樣周期

即一個(gè)工頻周期采樣四次，采樣時(shí)刻分別為：

將這些采樣時(shí)刻分別代入（1）式，可得到四次采樣時(shí)刻的工頻諧波干擾信號：

將四次采樣值相加取平均值：

式中UO1，UO2，UO3，UO4 為每次采樣的真值。可見，后面的諧波干擾信號只剩下4 次和8次諧波兩項(xiàng)了，振幅較強(qiáng)的1 次、2 次、3 次諧波不存在了。其實(shí)，若對原信號在每一個(gè)工頻周期內(nèi)采樣n 次，則n 個(gè)采樣值平均后僅存在n 的倍數(shù)項(xiàng)的諧波，其余諧波都將被消除。