Tìm nguồn cung ứng cho các bộ lọc tần số thực sự, thực sự thấp

8

Tôi đang thực hiện một dự án tại nơi làm việc có một vài yêu cầu bí truyền, đặc biệt đối với 0,1 Hz (thực sự là 0,07 Hz, do giới hạn sẵn có một phần) Bộ lọc Highpass (trong hệ thống thu thập dữ liệu).

Ngay bây giờ, tôi đang sử dụng nắp phim 22uF và điện trở 100K, và toàn bộ công việc hoạt động khá tốt. Tuy nhiên, nắp phim rất lớn (1.240 "L x 0.532" W) và PCB kết quả thực sự rất lớn (có nhiều kênh).
Tôi thực sự không muốn tăng quá cao cho R trong bộ lọc, vì nó sẽ đi vào op-amp. Với hệ thống hiện có (OP27, cần thực sự thấp 1 / f đầu gối), + -10nA xu hướng hiện tại, bạn sẽ có được hoặc 1mV của bù đắp do xu hướng hiện tại. $10*10^{-9}A*100,000\Omega = 0.001V,$

WIMA đã từng sản xuất một số mũ phim 22uF 16V nhỏ gọn , nhưng họ đã EOLed chúng mà không cần thay thế.

Thật không may, ứng dụng này là một chút cực đoan. Các nắp cần có khả năng xử lý nhiệt độ cực thấp và chân không cứng, mà tôi nghĩ có nghĩa là điện phân bị tắt.

Có ai sản xuất mũ phim lớn, điện áp thấp (điện áp trong câu hỏi là + -5V, không có gì chính)? Ngoài ra, có ai biết giá điện phân trong chân không như thế nào không?

capacitor gyrator

— Sói Connor
nguồn

1

Băng thông là gì, mức cuộn yêu cầu dưới 0,1Hz, gợn băng thông cho phép là gì?

— stevenvh

1

nhiệt độ thấp + chân không cứng = ứng dụng không gian?

— stevenvh

@stevenvh - Địa tầng / Trung tâm, vậy ... sắp xếp?

— Sói Connor

Điểm mong muốn là 6db / quãng tám hoặc tốt hơn, không quan trọng. Ripple passband cho phép là càng ít càng tốt.

— Sói Connor

7

Tôi sẽ quên các kỹ thuật tương tự và sử dụng DSP. Ở mức 0,1 Hz, hầu như bất kỳ MCU nào cũng có thể được sử dụng, nhưng tôi sẽ sử dụng một DSPIC vì tôi có tiện ích thiết kế bộ lọc MDS dsPIC. Nó thực sự viết mã cho tôi. Nó sẽ rẻ hơn, nhỏ hơn và hoạt động trong chân không mà không gặp vấn đề gì.

— Leon Heller
nguồn

Bạn có thể gặp phải các vấn đề chính xác đáng kể với các hệ số bi-quad khi tần số góc rất gần bằng 0 trừ khi bạn giảm tốc độ lấy mẫu xuống.

— Đánh dấu

Không phải là một lựa chọn khả thi. Chúng tôi đang xem xét một tín hiệu AC quan tâm rất nhỏ, được điều chế trên tín hiệu DC biến đổi rất lớn (chậm). Có mức tăng 100-1000 sau đường cao tốc để làm cho tín hiệu đủ lớn để hệ thống thu thập dữ liệu xử lý.

— Sói Connor

Về cơ bản tôi cần bộ lọc để cho phép tôi thực hiện công cụ DSP trên đầu ra bộ lọc.

— Sói Connor

5

Tại sao nó phải là một cái mũ phim? Tại sao không phải là gốm? Tôi không phải là chuyên gia về chân không, nhưng tôi nghĩ họ sẽ có thể xử lý tốt việc đó.

Theo tính toán của tôi, bạn chỉ cần 16 PhaF với 100 kΩ để có được kết quả 100 mHz. Trong mọi trường hợp, một vài đồ gốm 10 phaF 20V song song với chất điện môi tốt sẽ hoạt động. Sử dụng chúng trên một phần nhỏ trong phạm vi điện áp của chúng giữ cho điện dung hợp lý không đổi.

— Máy tiện Olin
nguồn

Đó thực sự là bộ lọc 0,07234 Hz. Thông số thiết kế là 0,1 Hz, nhưng mũ phim có sẵn đã giảm xuống còn 10uF hoặc 22uF.

— Sói Connor

3

@Fake: Dù sao thì mũ cũng không chính xác. Không có cách nào bạn sẽ đóng đinh tần số rolloff đến 4 chữ số! Hai giá trị của bạn chỉ cách nhau 1/2 quãng tám, điều này không làm thay đổi câu trả lời. Vì vậy, có bất kỳ lý do bạn không thể sử dụng mũ gốm? Chúng sẽ nhỏ và rẻ.

— Olin Lathrop

Tôi thực sự nên đặt một "~" trước tần số. Chỉ cần quét thứ để xác nhận bộ lọc hoạt động sẽ mất mãi mãi. Tôi không muốn phải đo đầu gối với bất kỳ độ chính xác nào. Sẽ mất nhiều giờ!.

— Sói Connor

3

Thay vì sử dụng bộ lọc đường cao RC, tại sao không sử dụng bộ lọc đường cao tốc RL - mà thay vì sử dụng một cuộn cảm thực sự, hãy sử dụng bộ chuyển đổi điện cảm. Bạn có thể sử dụng các thành phần hoạt động (và một vài tụ điện nhỏ hơn nhiều) để mô phỏng một cuộn cảm lớn được nối với mặt đất để cung cấp cho bạn điểm cắt tần số thấp, và nó sẽ giúp bạn tiết kiệm rất nhiều không gian bảng mạch và các vấn đề khác khi sử dụng tụ điện lớn. Dưới đây là một số lưu ý về gyrators .

Chỉnh sửa: Đây là một thiết kế bộ lọc RL bộ biến tần cho tần số cắt 0,1 Hz, sử dụng 2 opamp, điện trở và tụ 0,1uF để mô phỏng cuộn cảm 1000 H. Thiết kế bộ chuyển đổi dựa trên cái ở đây của Jim Thompson.

— Bitrex
nguồn

Hừm. Sự khác biệt về chức năng giữa đường thông thấp và đường thấp RC là gì?

— Sói Connor

1

@Fake Name Highpass hoặc lowpass, miễn là tín hiệu đầu vào nằm trong phạm vi băng thông và điện áp đầu vào của các opamp được sử dụng trong bộ chuyển đổi, về cơ bản không có nhiều khác biệt về chức năng. Cuộn cảm mô phỏng không thể lưu trữ năng lượng hoặc tạo EMF trở lại, nhưng đối với các bộ lọc thì đây không thực sự là vấn đề.

— Bitrex

Để thực hiện bộ lọc thông thấp bộ lọc, người ta sẽ cần một bộ định vị nổi hoặc "điện trở âm phụ thuộc chức năng". Đó thực sự là ít thành phần hơn để thực hiện bộ lọc đường cao tốc vì các cuộn cảm mô phỏng được nối đất.

— Bitrex

@Fake Name Trong lần nhìn thứ hai, mạch phân phối mà tôi đã đăng trước đó có thể không phải là giải pháp tốt nhất để lọc nhiễu 1 / f - nó hoạt động tốt đối với các tín hiệu nhỏ nhưng biên độ cao, xung tần số rất thấp sẽ khiến U2 bị nhiễu và bộ lọc giành chiến thắng ' T cư xử đúng mực. Các giá trị thành phần sẽ phải được điều chỉnh dựa trên các chuyến du ngoạn điện áp đầu vào tối đa.

— Bitrex

3

Nhiều máy EKG và EEG có "tín hiệu AC quan tâm rất nhỏ, được điều chế trên một biến rất lớn, (từ từ)" tín hiệu gần DC không mong muốn - "đi lang thang cơ sở". Vì nhịp tim có thể giảm xuống thấp tới 40 Hz, chúng tôi thường muốn một đường cao tốc pha tuyến tính để cắt mọi thứ bên dưới khoảng 0,5 Hz. một b

Có lẽ bạn có thể sử dụng các kỹ thuật tương tự mà họ sử dụng cho bộ lọc đường cao tốc của họ:

Vòng lặp servo: Thay vì truyền tín hiệu qua tụ điện của bộ lọc RC thụ động cao, họ sử dụng bộ lọc hoạt động tích hợp thành phần DC và trừ nó khỏi tín hiệu ("vòng lặp servo"). Một bộ lọc lowpass hoạt động bằng cách nào đó tweaks chuỗi tín hiệu chính để tạo ra một hiệu ứng HighPass. Sự hiểu biết của tôi là cách tiếp cận này có thể được mở rộng lên đến các điện trở cực cao - giả sử, 10 MOhm và 1 uF để có được tần số góc cao khoảng 0,015 Hz - mà không có nhiễu mà các giá trị điện trở cao như vậy thường gây ra.
lọc kỹ thuật số: một số người nói rằng đi lang thang cơ bản dễ lọc ra phần mềm hơn phần cứng. một b c

Các người iMac Kỹ thuật Imac tuyên bố họ có tần số góc hông là 0,03 Hz. (Xem trang "Mô phỏng bộ lọc Highpass" - làm cách nào để liên kết trực tiếp đến trang đó?)

Bảng dữ liệu INA322 trong Hình 9 "Mạch ECG đơn giản cho các ứng dụng y tế" sử dụng vòng lặp servo điều khiển đầu vào REF để tạo hiệu ứng đường cao.

Hình 37 của biểu dữ liệu INA333 có một vòng lặp servo khác.

Hình 69 của biểu dữ liệu AD8420 có một vòng lặp servo khác: đường truyền cao 0,5 Hz.

Hình 70 của biểu dữ liệu AD8295 có một vòng lặp servo khác.

Hình 5 của " Tận dụng tối đa thiết kế bộ khuếch đại thiết bị của bạn " có một vòng lặp servo khác.

Các nguyên mẫu ECG từ Matthew Shieh có một vòng lặp servo.

— bác sĩ
nguồn

0

EPCOS có các tụ điện thuộc dòng Filmized Polypropylen (MKP / MFP) được liệt kê trên trang web của họ . Digikey có các tụ điện lên tới 110 DÂY !!

— MikeJ-Anh
nguồn

Tôi biết về những điều này. Tuy nhiên, chúng rất lớn - 22uF là 37,5 mm giữa các Ghim PC, đây là vấn đề tôi gặp phải với những cái tôi có.

— Sói Connor