濾波器MAX274在電力參數測量中的應用

2.3 濾波器在MAX 274硬件上的實現

這一步主要是算出濾波器輸出端增益和編程電阻的大小，并給出電路原理圖。具體設計步驟如下：

(1)進入濾波器在MAX 274硬件上實現的操作界面，用[L]加載步驟1的結果；

(2)根據后續電路的要求，按[ALT+G]設置最后1級輸出對第1級輸入的總增益(可用[U]切換增益單位)。本設計最終增益為1.000；

(3)可用[V]來查看每一個濾波單元的增益效果圖是否滿意；

(4)若滿意，按[R]鍵進行電阻配置。配置電阻主要有3步：第1個窗口可選擇Fc引腳的連接方式、芯片型號，對于R2，R3和R4若大于4 MΩ，由于電阻精度及寄生電容的影響，Fo和Q值會出現較大偏差。解決方案是用T型電阻網絡取代大阻值的外接電阻，按[2]，[3]，[4]數字鍵自動將其變換成T型電阻網絡；然后進入第2個窗口，對Fo／Q值進行補償；然后進入第3個窗口，對電阻阻值標準化處理而得到最終結果。

若設計過程中出現錯誤提示，則表明參數不符合要求，應該重新設計。

該4階低通濾波器的設計參數如表1所示。

由于表1中所列的電阻值是由軟件計算出來的，不一定能夠買到，所以要進行標準化設計。大多數設計采用對電阻值進行取舍的標準化方法，這種方法在5％的誤差范圍內雖然對濾波器的頻譜影響不至于太大，但仍然不夠精確。因此本設計采用將計算出的電阻值進行拆分組合的方法，即由幾個實際存在的電阻值共同組成計算出來的電阻值，這樣就減小了由于對電阻值進行取舍所帶來的誤差。如第一組二階濾波器的外接電阻R1的理論值是445.625 kΩ，但實際并沒有這樣的電阻，這里由電阻R1A1(430 kΩ)，R1A2(15 kΩ)和R1A3(620)的串聯結果得到理論上的R1值，低通濾波器電路如圖4所示，每組濾波器的R1，R2，R3和R4的具體值如圖4所示。

3 結 語

在電力參數測量裝置中，電網的干擾成分很多，本文探討了采用MAX 274設計抗混疊低通濾波器的方法，并給出實驗數據。

實踐證明，采用連續時間集成濾波器MAX 274設計的巴特沃斯低通濾波器，結構簡單、易于設計、性能可靠、達到了設計的要求，為電力參數測量裝置中抗混疊低通濾波器的設計提供了有效的解決方法。用MAX 274設計的低通濾波器代替電力參數測量裝置中的RC低通濾波器將產生至少50萬元的經濟效益。