工频锁相环抑制数字万用表串模干扰

donglw

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补充内容 (2024-9-5 13:49):
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MF35_

这，有必要这样吗

用100k时钟时，积分器的sinc响应会在50Hz处形成一个陷波点，这个陷波点的位置误差与时钟误差一致，所以用100k晶振作为时钟，哪怕不太准，算你500ppm吧，也足够抑制50Hz工频干扰了。

MF35_

donglw 发表于 2024-9-5 01:32
如果数字万用表采用交流电供电，有可能影响最后一位显示的数据发生不停的改变，使用此技术可以消除此影 ...

你还是没听懂，积分ADC的频率响应遵循sinc函数，只要积分时间是工频周期20mS的倍数，任何工频干扰都会被抑制几十个dB，不论干扰来自信号端还是电源端，所以7129的时钟才必须是100k或者120k（60Hz抑制），只要时钟达到一定的准确度，工频抑制的深度就有保证，你这个电路只是通过锁相环倍频工频信号作为7129的时钟，起相同的作用，但坏处是需要额外一大片电路、还需要一个变压器、还要外接工频电压

donglw

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xuzhao

谢谢您的分享

森村正

研究一下

donglw

MF35_ 发表于 2024-9-3 11:11
这，有必要这样吗

用100k时钟时，积分器的sinc响应会在50Hz处形成一个陷波点，这个陷波点的位置误差与 ...

如果数字万用表采用交流电供电，有可能影响最后一位显示的数据发生不停的改变，使用此技术可以消除此影响，从而提高了精度。

6320571

绝大多数的台式万用表所用的双斜或多斜积分式ADC都会把积分时间设定为市电电网的周期，也就是说台式万用表的AD转换器本身对于工频干扰就是免疫的 在台式万用表上加装这个功能属于多此一举







这个电路倒是应该适用于不采用市电供电的手持式万用表。

MF35_

6320571 发表于 2024-9-5 09:36
绝大多数的台式万用表所用的双斜或多斜积分式ADC都会把积分时间设定为市电电网的周期，也就是说台式万用表 ...

手持更没法用，手持万用表如何将时钟与市电同步呢，反倒是台式表可以用，毕竟积分ADC的工频抑制取决于时钟频率是否准确
因为已知积分ADC的频率响应曲线是sinc函数，所以根据积分时间可以得到工频位于sinc函数的第几个抑制点，然后根据期望的工频抑制度，可以反推出时钟的最大允许偏移
所以只要时钟准确度达标，sinc曲线的陷波频率的误差就足够小，对工频抑制就足够大

其实不止是积分ADC，sigma-delta ADC的平均周期具有相同的作用，积分和平均在数学上是等价的

donglw

MF35_ 发表于 2024-9-5 09:01
你还是没听懂，积分ADC的频率响应遵循sinc函数，只要积分时间是工频周期20mS的倍数，任何工频干扰都会 ...

英国舒力强（Solartran）公司生产的7065型6 1/2数字电压表（带MCU），就采用锁相技术来提高电源对串模干扰的抑制能力。只不过它的分频器芯片采用的是FPGA芯片。

补充内容 (2024-9-5 14:21):
Solartran国内也称输力强，是英国上世纪40年代成立一家工业测量仪器公司。

donglw

MF35_ 发表于 2024-9-5 09:01
你还是没听懂，积分ADC的频率响应遵循sinc函数，只要积分时间是工频周期20mS的倍数，任何工频干扰都会 ...

某大型生产企业的上百台大型球磨机，为节电使用国产高压变频器，造成工厂供电频率变化范围：48.5Hz~51.5Hz。显然，工厂供电频率破坏了50Hz整数倍的时钟频率，造成显示值不稳定，仪表出现跳数现象，使测量准确度降低。
高压变频器的领头羊日本的安川，有所改善工厂供电频率变化范围：49Hz~51Hz。
原因是上百台变频器不可能使上百台型球磨机每时每刻变化频率保持一致！

6320571

MF35_ 发表于 2024-9-5 10:49
手持更没法用，手持万用表如何将时钟与市电同步呢，反倒是台式表可以用，毕竟积分ADC的工频抑制取 ...

外挂个变压器？ 其实你揣测一下设计这个电路的人的动机，估计就是想给ADC无法与市电同步的手持表加一个抑制干扰的附加电路
2024年了，自带工频干扰抑制的delta-sigma ADC都白菜价了，还是吃点好的吧

donglw

6320571 发表于 2024-9-5 13:03
外挂个变压器？ 其实你揣测一下设计这个电路的人的动机，估计就是想给ADC无法与市电同步的手持表加 ...

此设备用于上百台10KV高压变频器的采集和控制系统，直接使用市电！

MF35_

6320571 发表于 2024-9-5 13:03
外挂个变压器？ 其实你揣测一下设计这个电路的人的动机，估计就是想给ADC无法与市电同步的手持表加 ...

我的看法是与其折腾这个，不如把手持表的时钟电路换成晶振，sigma-delta的工频抑制也是依赖于时钟准确度的 ，不过sigma-delta的优势在于，它的数字滤波器可以做成高阶，比如sinc3和sinc4是常用的类型，对噪声抑制更强力，而积分ADC只能做到sinc1响应，虽然都能抑制工频，但工频外的噪声抑制差别就很大了，你这个图中左边的曲线应该是sinc4，右边是sinc1

MF35_

donglw 发表于 2024-9-5 12:11
某大型生产企业的上百台大型球磨机，为节电使用国产高压变频器，造成工厂供电频率变化范围：48.5Hz~51. ...

如果是这个原因那就没问题了，确实要锁相同步