热电偶是一种基于热电效应的温度传感器,其测温原理如图1所示。当两种不同材料的导体(A、B)与采样电路构成闭合回路时,热端(T)与冷端(T₀)的温差会产生热电动势EAB(T,T0)。
通过ADC采集该电动势后,可利用热电偶温度对照表推导出热端温度 T。
热电偶测温电路中的输入信号往往伴随噪声和干扰。
为抑制噪声、提升测温精度,通常需要在ADC前端设计低通滤波器。
以下是设计无源滤波电路时需要考虑的关键因素:
1
滤波器类型与阶数
示例电路如下图所示,截止频率设定为约48.85Hz。
二阶低通滤波器:相比一阶滤波器,二阶结构可实现更陡峭的衰减,提高对高频噪声的抑制效果。
二阶电路示意如下图所示,显示截止频率约为24.56Hz。
2
滤波器参数设计
截止频率选择
阻容元件选择
温漂与压电效应
3
设计余量
为了保证滤波性能,设计中需要预留一定余量。
例如,将理论截止频率稍微降低,以应对温漂等不可控因素的影响。
多级滤波器设计
共模与差模噪声的区分
滤波电路与热电偶布线