50HZ陷波器的原理和实物开发设计

原理

 

  陷波滤波器指的是一种可以在某一个频率点迅速衰减输入信号，以达到阻碍此频率信号通过的滤波效果的滤波器。陷波滤波器属于带阻滤波器的一种，只是它的阻带非常狭窄，起阶数必须是二阶（含二阶）以上。  简单的（二阶）陷波滤波器是RLC串联电路，这个电路滤除的频率可以通过这个公式计算:。

 陷波器在实际的应用中需求十分广泛。比如，采集心电的产品中为了过滤工频的杂散信号，必须要使用这个滤波器，还有就是采集脑电的，以及音频防啸叫领域，都是必须的。

 

实例解析

 

 算法的matlab其实已经有现成的函数，源码如下所示：

notchSpecs = fdesign.notch("N,F0,Q,Ap",2,0.5,10,1);
notchFilt = design(notchSpecs)
fvtool(notchFilt)

效果如下所示：

​

 

前面讲过，想在心电等生理信号测量领域测量心电信号，要使用二阶陷波器。这里的iirnot窗函数就是用来生成二阶陷波器的参数的。 源码如下所示：

F0 = 60;   % Interference is at 60 Hz
Fs = 3000; % Sampling frequency is 3000 Hz
BW = 6;    % Choose a bandwidth factor of 6Hz
[num1,den1] = iirnotch(F0/(Fs/2),BW/(Fs/2));
fvtool(num1,den1,'Fs',Fs);

效果图如下所示：

 

 从这上面可以看出，二阶陷波器的的阻带非常窄，可以用来消除工频干扰。

 

实物制作

 

 前面只是原理，现实的情况是，我们该怎么才能制作一个陷波器呢？  这里要有几个基本的素材需要准备。一个是DSP处理平台，可以运行iirnotch算法。 另外一个就是c语言版的定点iirnotch算法。两个一旦具备，就可以做出一个实物的iirnotch滤波器了。  经过一段时间的摸索和积累。笔者终于在模块上实现了该功能，成功的在某些产品上用了。下面晒一下模块的图了。

 

再讲都是涉及到了不少公司技术信息了。这里有兴趣的同学要自己摸索了。不过，有需要的同学可以联系我。把做好的模块送你个玩玩也行