为HZ是什么意思输入是Hz输出是V？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2024-01-06 04:15 标签： HZ是什么意思
下图是电机控制电路中用来采集直流母线电压的电路。由于直流母线电压的范围是270-390V之间，但是MCU的ADC输入需要在3.3V以内，所以通过四个电阻分压实现将母线电压限制在3.3V以内。搜索资料过程中，发现针对类似电路还有申请专利的，如下图所示，大家可以搜索学习。我们来验证一下：当输入电压为270V时，稳态下当输入电压为390V时，稳态下由此来看，MCU的ADC输入电压均在3.3V以内。但是为了避免母线输入电压出现异常，导致分压后的电压大于3.3V损坏ADC端口，在ADC端口和3.3V电源之间增加肖特基二极管。肖特基二极管的特点是正向导通压降低，它可以保证ADC端口的电压不会超过3.3V+VF，这里VF代表肖特基二极管的前向导通电压。下图是该二极管的参数表。除此之外，在该电路中还有一个电容C61，它的作用是什么？就如专利截图中所述，它是用来滤波的，与其它的电阻组成RC滤波电路(注意我们的电路与专利中的电流是有些区别的，缺少RL)。如果我们把上图的电路逆时针旋转90度并做一个简单的变形就可以得到下图：现在我们先忘掉上面的电路，来复习标准的RC滤波电路相关内容。RC滤波电路的电路图如下：最简单的也是在电机控制电路中应用最多的是一阶RC滤波器，它由一个电阻和电容构成。低通RC滤波器，英文名称为RC Low Pass Filter,简称LPF。如下图，它是有无源器件电阻和电容串联获得。电容两端的电压作为输出电压，利用电容的阻抗随频率变换的特性，改变输出电压的幅值。这种类型的滤波器是一阶滤波器或者称之为单极点滤波器，原因是它只有一个改变输出电压的电容。电容的容抗是与输入信号的频率成反比的，电阻的阻值是不随频率变化的。当输入低频信号时，电容两端的容抗远大于电阻的阻抗，大部分电压降在电容两端，输出电压与输入电压大小基本一致。当通过高频信号时，电容的容抗急剧下降，导致大部分电压降在电阻两端，输出电压变得很小。RC滤波电路的思想来源于两电阻分压电路，如下图。我们已经知道电容的容抗计算公式电阻的阻抗和电容的容抗单位都是欧姆，但是无法直接相加减，需要按照平行四边形原则求解。因此，对于RC滤波电路的总阻抗，我们用字母Z来表示，其幅值为对照电阻分压电路的公式，可以得到实例计算：如下图所示RC滤波电路，计算在100Hz，10KHz时的输出电压。当输入信号的频率为100Hz时输出电压：当输入信号的频率为10KHz时输出电压：从以上计算可以看出，当频率从100Hz上升到10KHz时，输出电压从9.99V下降到只有0.72V。如果我们将所有频率下的输出电压计算出来，并使用伯德图的表示方式，可以获得下图。从图中可以看出，在低频时，输入信号直接输出，增益接近1，称之为单位增益。图中的fc称之为转角频率或者截止频率。在截止频率以后，输出以-20dB/Decade的斜率下降。截止频率以后，输出信号被很大程度削减，这是因为高频时电容的容抗下降，两端电压下降。在设计RC滤波电路时，需要根据系统需求，合理选择R和C值。这样就可以将想要的信号顺利通过，干扰信号被滤除。对于这种RC滤波电路，低于截止频率的区域称之为通频带，高于截止频率的区域称为阻频带。从0Hz到截止频率代表该RC电路的带宽。截止频率定义为当RC电路中的电阻阻抗与电容容抗相等时的频率，即R = Xc = 4K7。此时的频率可以通过下是计算：此时的输出电压并不是输入电压的50%，因为电阻的阻抗和电容的容抗不可以直接相加减，需要利用平行四边形合成总阻抗。由于电阻的阻抗和电容的容抗是相等的，两者合成的总阻抗应该与两者之间的夹角的绝对值是45度。因此，总阻抗是根号2倍的电阻阻抗，则输出电压：如果按照伯德图纵坐标增益的对数表示，则截止频率处的增益为-3dB。由于电路中包含电容，所以输出电压的相位落后输入电压。在截止频率处输出电压落后输入电压45度。导致输出信号相位滞后的原因是电容的充电需要时间，充电完成后电容两端的电压才能达到输出电压。当输入信号频率越高，这种相位延迟越明显。一阶RC滤波电路主要包括上面所述的内容。但是我们的电流这个C61和R108是并联的，看起来计算这个电路的截止频率似乎有点困难。现在我们的任务是如何实现下面的转换：根据戴维南定理可得如下变换将R91/R95/R105和R108用一个等效电阻代替后得此时，看起来是否和一般RC电路结构一致了？上图电路的截止频率计算如下备注：以上计算过程纯属个人理解，仅供参考，如有错误之处，还请指正'2. 如果你都翻到底部了，也觉得有一点帮助，那就顺便点赞关注Zhihu和weixin吧！

我要回帖

更多关于 HZ是什么意思 的文章

 

随机推荐