热电偶滤波电路原理

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2 [9 p/ S; o  A) {; [+ Z8 \" h4 b% m热电偶测温电路中的输入信号往往伴随噪声和干扰。

* I3 q: y8 ], |; [3 |, @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
) o" N: D& a9 M$ G" \! k& G; I/ k一阶低通滤波器：结构简单，适合对低频噪声进行初步抑制。其截止频率 fcf_cfc 由公式计算：
! b! C* l  `6 V3 i. K4 U

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3 _+ Z! L# j+ f% j0 `5 f示例电路如下图所示，截止频率设定为约48.85Hz。
# F  v) r( k/ y5 p

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8 n# O  i! [# c6 Y+ D# N3 O' ]
, v! K6 H) C) l6 ~- i* i

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' `  x1 r4 C% {% O! z" c
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。

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2
( K% j# g4 p' ~) S% h- _7 }滤波器参数设计
截止频率选择
6 X8 Y$ G+ C( \9 b. Q5 v
# r1 C1 S. H4 @4 M$ h

低截止频率：对高频噪声有更强抑制能力，但过低可能导致响应时间变长、滤波器元件成本增加。

高截止频率：响应速度快，但对工频（50Hz）干扰的抑制效果可能不足。一般将截止频率设计在30Hz~40Hz范围内，兼顾响应速度与抗干扰能力。[/ol]
+ ^( k( K5 c+ Q- r/ m# ?阻容元件选择
" ~& _8 I; r2 ~
8 Y2 F3 x* _: a4 w/ V  f

电阻值：需平衡滤波效果与采样电压建立时间，推荐电阻值不超过500Ω。

电容值：大容值电容有利于降低截止频率，但可能增大电路体积与成本。例如，将一阶低通滤波器的截止频率设为25Hz时， C3C_3C3 的容值接近8μF。[/ol]
温漂与压电效应
( Q% ~8 e% L0 M
9 I2 d' Y' [# R4 C& ~8 u$ c0 K& w滤波器元件的温漂（电阻温度系数）和压电效应（电容机械应力影响）会引入额外误差，需选用高精度、低温漂的元件，如金属膜电阻和钽电容。
+ v; |0 X; l+ w' y5 K0 u3
设计余量
" b1 G# \$ R$ a, a' D, H/ z+ B$ w为了保证滤波性能，设计中需要预留一定余量。
9 ~1 v8 b1 {7 e# U
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。
" v& ~7 e8 v5 w  l- L, o- N多级滤波器设计
若需要更精确的高频噪声抑制，可在二阶滤波基础上进一步增加滤波级数。需权衡级数与响应时间的关系，避免过度复杂化。
共模与差模噪声的区分
2 G4 L2 X3 H3 l" s  r根据经验，共模电容值 Ccm 通常比差模电容 Cdm 小10倍以上，以避免引入过大的共模失调。
滤波电路与热电偶布线
( E# c1 ?1 X  o5 r& p

热电偶信号线应使用屏蔽线，降低外界电磁干扰。

滤波电路需尽量靠近ADC，减少长线引入的噪声。
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