專利名稱：一種工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子儀器、設(shè)備的低頻濾波處理技術(shù)，尤其涉及抗工業(yè)頻率干擾的自適應(yīng)陷波濾波技術(shù)。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備工作過程中廣泛存在著工頻干擾，它是一種量大而面廣的干擾，一般由室內(nèi)的照明及動力設(shè)備引起，干擾頻率隨各個國家的工業(yè)用電頻率而異，一般為50Hz或60Hz。低頻信號處理設(shè)備，如音響放大器、心電圖檢測裝置等，對工頻干擾尤其敏感。以心電圖檢測裝置為例，因為干擾頻率正好處于心電信號的頻帶范圍內(nèi)，所以提高設(shè)備抗工頻干擾的能力對于獲取優(yōu)質(zhì)的心電信號至關(guān)重要。
工頻干擾可以通過多種途徑耦合到心電電路中交流磁場通過導聯(lián)線回路引起干擾，漏電流通過天花板、墻壁和地面再經(jīng)過床至人體，然后經(jīng)人體及電極導聯(lián)，在人體-電極接觸電阻上形成工頻干擾信號；心電電路周圍環(huán)境中的電力線，不管有無電流通過，它與導聯(lián)線間總存在靜電耦合電容，由電容耦合所引起的位移電流將通過皮膚-電極接觸阻抗到地，引入干擾；心電圖機或心電監(jiān)護儀往往要與其他醫(yī)療儀器同時使用，由于每臺儀器都有自己的接地點，當他們處于不同的接地點時，在兩個接觸點間的接地導線上產(chǎn)生交流壓降，而兩“地”點之間的電位差就是心電電路的共模電壓；儀器內(nèi)部變壓器等電氣器件的漏磁場和漏電流也會造成工頻干擾。實踐認為，以上各種耦合途徑可能引入的工頻干擾，可以通過有針對性采取的一些措施得到抑制，但是難以被完全杜絕。因此，絕大多數(shù)的心電測量設(shè)備還使用工頻陷波濾波器，以消除工頻干擾的影響。
工頻陷波器早期多采用模擬電路構(gòu)成。隨著微處理器和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，越來越多的心電檢測設(shè)備采用數(shù)字陷波器來消除工頻干擾信號。數(shù)字陷波器的參數(shù)主要由以下三個因素決定一是陷波中心頻率，一般固定為50Hz或60Hz；二是轉(zhuǎn)角頻率，理論上來講，轉(zhuǎn)角頻率越大，越能夠?qū)⒐ゎl干擾濾除干凈，但是由于心電信號頻率范圍涵蓋了50Hz/60Hz，轉(zhuǎn)角頻率越大，引起的信號相鄰頻率分量的損失越多，以至信號失真；三是濾波器階數(shù)，階數(shù)越高，陷波器得到的抑制效果更好，但是所需運算量也大大增加，微處理器內(nèi)置的濾波器受到處理器運算能力和實時性要求的限制，階數(shù)都不可能很高，多采用二階濾波器。總之，在陷波器的階數(shù)和轉(zhuǎn)角頻率確定的條件下，陷波器的濾波效果取決于造成干擾的工業(yè)頻率。若干擾頻率剛好等于陷波中心頻率，則濾波效果比較理想；若二者有一定的偏差，則濾波效果會急劇下降。
而實際上，電網(wǎng)工業(yè)頻率是存在一定波動的。我國電力系統(tǒng)的標稱頻率為50Hz，GB/T15945-1995《電能質(zhì)量一電力系統(tǒng)頻率允許偏差》中規(guī)定電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為±0.2Hz，當系統(tǒng)容量較小時，偏差值可放寬到±0.5Hz，標準中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在《全國供用電規(guī)則》中規(guī)定供電局供電頻率的允許偏差電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ；在電網(wǎng)存在故障時，允許頻率波動范圍50±1Hz。在廣大的鄉(xiāng)村地區(qū)，電網(wǎng)容量小，頻率波動大。
針對上述波動，以具有圖1所示幅頻曲線的2階50±2Hz巴特沃斯數(shù)字陷波器為例，該陷波器對50Hz的衰減大于35dB；當頻率變化±0.05Hz而在50.05Hz-49.95Hz范圍內(nèi)時，陷波器的衰減約為27dB-38dB；當頻率變化±0.2Hz而在50.2Hz-49.8Hz，陷波器的衰減約為19dB-21dB，下降大于10dB；若頻率變化±0.5Hz達到在50.5Hz-49.5Hz范圍內(nèi)，陷波器的衰減只有約11dB-12dB，下降達23dB。
綜上所述，現(xiàn)有電子設(shè)備，包括心電檢測設(shè)備中使用的工頻陷波濾波處理的不足之處是，由于陷波中心頻率固定，陷波抑制頻帶考慮對有效信號的影響又不能加寬，導致濾波器不能有效抑制變化著的工業(yè)頻率造成的干擾。另外，現(xiàn)有陷波濾波器一般不能自動識別50/60Hz工業(yè)頻率，需要人工根據(jù)使用地區(qū)的工業(yè)頻率設(shè)定其陷波中心頻率，使用上不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種工業(yè)頻率濾波的方法與裝置，用于電子設(shè)備中，能自動檢測、跟蹤工業(yè)頻率的波動變化，從而提供準確的實時陷波中心頻率和狹窄的陷波頻帶，從而抑制工頻干擾的同時對設(shè)備有效信號的影響最小。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基本構(gòu)思為陷波濾波分成兩部分，一部分是陷波器本身的設(shè)計和參數(shù)設(shè)置，采用微處理器內(nèi)部的數(shù)字陷波器，或采用微處理器外部的陷波器集成電路，由微處理器根據(jù)其性能要求設(shè)置其相應(yīng)參數(shù)；另一部分是陷波器的控制部分，即微處理器完成對工業(yè)頻率干擾信號的取樣、計算，根據(jù)計算的頻率結(jié)果調(diào)整陷波器參數(shù)，使其陷波中心頻率自動跟蹤干擾頻率，從而，陷波器可以保持較小的轉(zhuǎn)角頻率來降低對有效信號的影響。陷波濾波的使用上，可以根據(jù)電子設(shè)備的應(yīng)用特點，選擇與設(shè)備相應(yīng)的采樣方式。
作為實現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的第一種技術(shù)方案是，提供一種工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波方法，用于電子設(shè)備中的陷波濾波控制，所述電子設(shè)備包括至少一個有著數(shù)字控制接口的陷波器，用以抑制工業(yè)頻率干擾，所述方法包括步驟，
a.在工業(yè)頻率波動范圍內(nèi)，以Δ步長間隔生成至少一個以頻率排序的序列，以該序列為基準在微處理器內(nèi)建立至少一個陷波器參數(shù)表，所述參數(shù)表的每個表元所含的參數(shù)，將限定所述陷波器的特性，包括所述陷波器以該表元對應(yīng)頻率為陷波中心頻率的前提下的階數(shù)和轉(zhuǎn)角頻率；b.所述電子設(shè)備上電后，微處理器進行內(nèi)部初始化和設(shè)置陷波器初始狀態(tài)以一個假定的工業(yè)頻率當前值來查所述參數(shù)表，得到該頻率值對應(yīng)的表元的參數(shù)，以該參數(shù)設(shè)置陷波器；c.微處理器定時測量工業(yè)頻率當前值將通過采樣環(huán)節(jié)引入的工頻干擾信號經(jīng)放大、比較得到與該信號頻率相對應(yīng)的計數(shù)信號，并送往計數(shù)器計數(shù)，微處理器定時讀取所述計數(shù)器的結(jié)果并將該計數(shù)器清零；根據(jù)所述計數(shù)結(jié)果，微處理器計算得到工業(yè)頻率當前值；d.微處理器將每次測量得到的所述工業(yè)頻率當前值與陷波器中心頻率當前值進行比較判斷，若需要改變陷波器的中心頻率，則以序列中最接近所述工業(yè)頻率當前值的頻率來查所述參數(shù)表，以得到的相應(yīng)表元的參數(shù)來更新設(shè)置陷波器。
作為實現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的第二種技術(shù)方案是，提供一種工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波裝置，包括陷波器，用于電子設(shè)備濾除有效信號中的工頻干擾信號，尤其是，還包括微處理器4和交流耦合放大電路1、低通濾波器2和比較器3；干擾信號經(jīng)所述交流耦合放大電路1和低通濾波器2后送往所述比較器3，輸出與工頻干擾頻率相對應(yīng)的計數(shù)信號送往計數(shù)器；所述微處理器4控制所述計數(shù)器和所述陷波器，能定時根據(jù)所述計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果計算當前工頻頻率，并判定對所述陷波器進行相應(yīng)設(shè)置，使所述陷波器中心頻率自動跟蹤當前工業(yè)頻率變化。
作為實現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的第三種技術(shù)方案是，提供一種心電檢測設(shè)備，包括與人體接觸的心電檢測電極，陷波器，尤其是，還包括微處理器4、交流耦合放大電路1、低通濾波器2和比較器3，以及連接交流耦合放大電路1輸入端的干擾信號采樣電極；干擾信號經(jīng)所述交流耦合放大電路1和低通濾波器2后送往所述比較器3，輸出與工頻干擾頻率相關(guān)的計數(shù)信號送往計數(shù)器；所述微處理器4控制所述計數(shù)器和所述陷波器，能定時根據(jù)所述計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果計算當前工頻頻率，并判定對所述陷波器進行相應(yīng)設(shè)置，使所述陷波器中心頻率自動跟蹤當前工業(yè)頻率變化。
所述交流耦合放大電路1和低通濾波器2或者是前后串聯(lián)成一路，或者是串、并聯(lián)而構(gòu)成交流耦合低通放大電路。
采用上述技術(shù)方案，可以使電子設(shè)備的陷波濾波自動跟蹤工業(yè)頻率的波動變化，從而有效抑制工頻干擾的同時對設(shè)備有效信號的影響最小。另外還具有陷波濾波裝置結(jié)構(gòu)簡單，體積小的優(yōu)點。


圖1是二階50±2Hz巴特沃斯陷波器的幅頻特性曲線2是本發(fā)明陷波器控制電路組成原理框3是本發(fā)明陷波器控制電路具體線路4是本發(fā)明方法程序流程圖具體實施方式
下面，結(jié)合附圖所示之最佳實施例進一步詳述本發(fā)明。
在電子設(shè)備中，尤其處理低頻信號的音響放大器、心電測試設(shè)備，以及圖像處理顯示設(shè)備中，陷波器可用于濾除有效信號中的工頻干擾信號。所述陷波器可以是圖2中微處理器4內(nèi)部的數(shù)字陷波單元，也可以是微處理器4外部，并受控于微處理器4的陷波器集成電路(未標示于圖中)；它可以采用具有圖1所示特性的巴特沃斯陷波器，也可以采用切比雪夫陷波器，或其它形式。只要所述陷波器加上如圖2所示的陷波器控制裝置，就可以具有本發(fā)明的自動跟蹤濾波特性，達到抗干擾的同時對有效信號的影響最小。
如圖2所示，該控制裝置包括微處理器4和逐一串聯(lián)的交流耦合放大電路1，低通濾波器2和比較器3，干擾信號輸入所述交流耦合放大電路1后，所述比較器3輸出與工頻干擾頻率相對應(yīng)(比如一致)的用于計數(shù)的計數(shù)信號送往計數(shù)器；所述微處理器4控制所述計數(shù)器和所述陷波器，能定時根據(jù)所述計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果計算當前工頻頻率，并判定對所述陷波器進行相應(yīng)設(shè)置，使所述陷波器中心頻率自動跟蹤當前工業(yè)頻率變化。所述計數(shù)器未標示于圖中，它可以是微處理器4的內(nèi)部計數(shù)器；也可以是在微處理器4外部，并受控于微處理器4的計數(shù)器集成電路。
所述交流耦合放大電路1和低通濾波器2也可以不按圖2中的串聯(lián)方式連接，而是通過串、并聯(lián)方式構(gòu)成交流耦合低通放大電路。以心電檢測設(shè)備為例，包括與人體接觸的心電檢測電極，陷波器，還包括上所述的控制部分，具體線路連接如圖3所示，將心電電路接觸右腿的電極設(shè)置為采樣電極，其送往交流耦合放大電路1的信號主要成分是工頻干擾，還伴隨有其它類型的噪聲。為了提取工頻干擾信號進行頻率測量，所述交流耦合放大電路1包括至少一級運算放大集成電路U1，串聯(lián)的阻容元件R1、C1連接采樣電極和所述運算放大集成電路U1輸入端；所述低通濾波器2包括電阻R2和電容C2構(gòu)成的并聯(lián)支路，該并聯(lián)支路兩端分別連接所述運算放大集成電路U1的輸出端和反向輸入端，從而構(gòu)成以運算放大集成電路U1為核心的交流耦合低通放大電路，其高通截止頻率設(shè)計為40Hz，可以有效濾除低頻噪聲的影響；低通濾波截止頻率設(shè)計為80Hz，可以有效放大工頻干擾信號。
為了更好抑制高頻噪聲的干擾，低通濾波器2還可以包括圖3所示的開關(guān)電容濾波器電路，具有增益隨頻率變化衰減很陡的特性，由集成電路U2構(gòu)成，它可以構(gòu)成衰減曲線很陡的低通濾波器。以MAXIM公司的五階低通橢圓開關(guān)電容濾波器MAX7426為例，在1.25倍截止頻率以上，衰減高達40dB，能夠?qū)⑼◣庠肼暈V得相當干凈。所述開關(guān)電容濾波器的低通截止頻率由微處理器4送來的時鐘信號的頻率決定，為了兼顧50Hz和60Hz兩種工業(yè)頻率，可將其設(shè)為70Hz。
比較器3可以是由集成電路U3構(gòu)成的比較電平為2.5V的遲滯過零點比較器，設(shè)計成將似正弦干擾信號轉(zhuǎn)換為方波信號。由于該比較器在翻轉(zhuǎn)點處單向敏感，能夠提高電路的抗干擾能力。比較器3也可以設(shè)計成其它電路形式，例如能把干擾信號轉(zhuǎn)換為窄脈沖信號，因其為現(xiàn)有公知技術(shù)，可作等同替換，不在此詳述。
圖中計數(shù)器為微處理器4內(nèi)部的計數(shù)單元，故U3的輸出直接送往微處理器4。
微處理器4與所述陷波器的連接未標示于圖3。即使對外置陷波器而言，其與微處理器4之間的控制連接也為現(xiàn)有公知技術(shù)，故圖中未標并不影響對本發(fā)明的闡述。實際上，微處理器4通過上所述電路實現(xiàn)對工頻的測量，再根據(jù)測量結(jié)果控制并設(shè)定陷波器的特性來實現(xiàn)本發(fā)明目的。
本實施例將心電電路接觸人體右腿的電極設(shè)置為采樣電極，從該電極拾取的心電信號中提取工業(yè)頻率信號，而不是直接測量電源供電系統(tǒng)，這樣即使電子設(shè)備利用電池供電，也可以測量計算出工業(yè)頻率。采用本發(fā)明上述陷波裝置的其它電子設(shè)備，只要根據(jù)使用情況，選擇適當?shù)牟蓸痈袘?yīng)極或接觸極，系統(tǒng)得以從外界信號中擇出工頻信號，所述電子設(shè)備就能在抑制工頻干擾的同時對有效信號的影響最小，還能方便適用于不同電網(wǎng)頻率地區(qū)。其具體處理方法結(jié)合圖4程序流程圖，闡述如下所述電子設(shè)備包括至少一個有著數(shù)字控制接口的陷波器時，所述用于陷波濾波控制的工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波方法，包括步驟，a.在工業(yè)頻率波動范圍內(nèi)，以Δ步長間隔生成至少一個以頻率排序的序列，以該序列為基準在微處理器內(nèi)建立至少一個陷波器參數(shù)表，所述參數(shù)表的每個表元所含的參數(shù)，將限定所述陷波器的特性，包括所述陷波器以該表元對應(yīng)頻率為陷波中心頻率的前提下的階數(shù)和轉(zhuǎn)角頻率；
b.所述電子設(shè)備上電后，微處理器進行內(nèi)部初始化和設(shè)置陷波器初始狀態(tài)以一個假定的工業(yè)頻率當前值來查所述參數(shù)表，得到該頻率值對應(yīng)的表元的參數(shù)，以該參數(shù)設(shè)置陷波器；c.微處理器定時測量工業(yè)頻率當前值將通過采樣環(huán)節(jié)引入的工頻干擾信號經(jīng)放大、比較得到與該信號頻率相對應(yīng)的計數(shù)信號，并送往計數(shù)器計數(shù)，微處理器定時讀取所述計數(shù)器的結(jié)果并將該計數(shù)器清零；根據(jù)所述計數(shù)結(jié)果，微處理器計算得到工業(yè)頻率當前值；d.微處理器將每次測量得到的所述工業(yè)頻率當前值與陷波器中心頻率當前值進行比較判斷，若需要改變陷波器的中心頻率，則以序列中最接近所述工業(yè)頻率當前值的頻率來查所述參數(shù)表，以得到的相應(yīng)表元的參數(shù)來更新設(shè)置陷波器。
所述步驟a中，微處理器可以以Δ＝0.01Hz-0.1Hz為頻率間隔，在50Hz或60Hz電網(wǎng)頻率波動范圍內(nèi)定義頻率序列，建立相應(yīng)的陷波器參數(shù)表；或者建立以50Hz和60Hz為兩個中心波動頻率范圍內(nèi)的兩個相應(yīng)的所述參數(shù)表，就能滿足所述電子設(shè)備在不同電網(wǎng)地區(qū)的陷波濾波頻率自動轉(zhuǎn)換要求。在陷波器類型固定的情況下，各表元的頻率間隔越小，陷波器自動跟蹤的中心頻率與實際工頻頻率偏差越小，得到的工頻衰減效果越好。以我國為例，工業(yè)頻率波動范圍為50Hz±1Hz，若以Δ＝0.1Hz為頻率間隔，建立一個以工頻頻率值為索引的參數(shù)表，就可以保證陷波器自動跟蹤的中心頻率與實際工頻頻率偏差不超過±0.05Hz；各表元的參數(shù)若限定的陷波器為巴特沃斯陷波器，且具有圖1所示的二階±2Hz轉(zhuǎn)角頻率，就可以保證對工業(yè)頻率的衰減在其波動范圍內(nèi)保持大于27dB。
所述步驟b中的陷波器的初始工作狀態(tài)可以以50Hz或60Hz或任意頻率為中心頻率進行設(shè)定。在使用開關(guān)電容濾波器更好抑制高頻噪聲的干擾情況下，微處理器4還設(shè)置輸出一個時鐘信號給所述開關(guān)電容濾波器，確定其截止頻率。所述時鐘信號可以由微處理器4內(nèi)部的計數(shù)器產(chǎn)生。微處理器的內(nèi)部初始化還包括對接收方波信號的計數(shù)器的初始狀態(tài)設(shè)置。
所述步驟c中的定時測量過程可以利用微處理器4的定時中斷來實現(xiàn)，可以設(shè)置每50-100秒產(chǎn)生一次中斷。所述計數(shù)器自動對來自比較器輸出的脈沖個數(shù)累加計數(shù)，其計數(shù)時間長度將決定本裝置頻率檢測的精度。為了保證一定的頻率測量精度，微處理器4可以設(shè)置每100秒產(chǎn)生一次中斷，中斷發(fā)生后讀取所述計數(shù)器的計數(shù)值并將計數(shù)器清零，最后將讀取到的數(shù)值除以100秒即得到實際的工業(yè)頻率值。設(shè)該頻率為F，則100秒內(nèi)計數(shù)值為100F±1，除以100后得到F±0.01Hz。因此，以100秒為單位計算頻率值，可以得到0.01Hz的精度，這樣的精度用于調(diào)整陷波器中心頻率已經(jīng)足夠了。
所述步驟d中比較判斷過程也可以在上述的中斷中處理，以比較二者頻率偏差是否大于(0.5*Δ)Hz為基準。在Δ＝0.1Hz時，若所述偏差＞0.05Hz，則需要改變陷波器的中心頻率，以頻率序列中與測量頻率值相差0.05Hz以內(nèi)的中心頻率為索引查所述參數(shù)表，并以查到的參數(shù)更新設(shè)置所述陷波器。
采用本方法的濾波器裝置并不局限于文中提及的陷波器類型。陷波器由參數(shù)表唯一確定若需要改變陷波器類型，只需預先按照新的陷波器類型重新生成一個陷波器參數(shù)表替代原有參數(shù)表即可。因其數(shù)值計算為現(xiàn)有公知技術(shù)，不在此詳述。所述濾波器控制部分還可以進一步結(jié)合陷波器，作成一體集成化電子器件。
綜上所述，本發(fā)明陷波濾波裝置具有檢測電路結(jié)構(gòu)簡單，跟蹤頻率精度高，能有效濾除噪聲的優(yōu)點，還能自動識別跟蹤50H/60Hz多種電網(wǎng)頻率。
本發(fā)明實施例所選用的主要元器件是U1選用TI公司的通用運放TL062；U2選用MAXIM公司的MAX7426；U3選用TI公司的LM393；微處理器可以有多種選擇，如MCS51系列等。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波方法，用于電子設(shè)備中的陷波濾波控制，所述電子設(shè)備包括至少一個有著數(shù)字控制接口的陷波器，用以抑制工業(yè)頻率干擾，所述方法包括步驟，a.在工業(yè)頻率波動范圍內(nèi)，以Δ步長間隔生成至少一個以頻率排序的序列，以該序列為基準在微處理器內(nèi)建立至少一個陷波器參數(shù)表，所述參數(shù)表的每個表元所含的參數(shù)，將限定所述陷波器的特性，包括所述陷波器以該表元對應(yīng)頻率為陷波中心頻率的前提下的階數(shù)和轉(zhuǎn)角頻率；b.所述電子設(shè)備上電后，微處理器進行內(nèi)部初始化和設(shè)置陷波器初始狀態(tài)以一個假定的工業(yè)頻率當前值來查所述參數(shù)表，得到該頻率值對應(yīng)的表元的參數(shù)，以該參數(shù)設(shè)置陷波器；c.微處理器定時測量工業(yè)頻率當前值將通過采樣環(huán)節(jié)引入的工頻干擾信號經(jīng)放大、比較得到與該信號頻率相對應(yīng)的計數(shù)信號，并送往計數(shù)器計數(shù)，微處理器定時讀取所述計數(shù)器的結(jié)果并將該計數(shù)器清零；根據(jù)所述計數(shù)結(jié)果，微處理器計算得到工業(yè)頻率當前值；d.微處理器將每次測量得到的所述工業(yè)頻率當前值與陷波器中心頻率當前值進行比較判斷，若需要改變陷波器的中心頻率，則以序列中最接近所述工業(yè)頻率當前值的頻率來查所述參數(shù)表，以得到的相應(yīng)表元的參數(shù)來更新設(shè)置陷波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)頻率自動跟蹤濾波的方法，其特征在于所述步驟b中陷波器的初始中心頻率可以設(shè)定為任意頻率值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)頻率自動跟蹤濾波的方法，其特征在于所述步驟a中，是以Δ＝0.01Hz-0.1Hz為頻率間隔，在50Hz或60Hz電網(wǎng)頻率波動范圍內(nèi)定義頻率序列，建立相應(yīng)的陷波器參數(shù)表；或者建立以50Hz和60Hz為兩個中心波動頻率范圍內(nèi)的兩個相應(yīng)的所述參數(shù)表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的工業(yè)頻率自動跟蹤濾波的方法，其特征在于所述步驟c和d中的定時測量利用了微處理器的定時中斷來處理，可以設(shè)置每50-100秒產(chǎn)生一次中斷；需要改變陷波器的中心頻率的條件是二者頻率偏差＞(0.5*Δ)Hz。
5.一種工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波裝置，包括陷波器，用于電子設(shè)備濾除有效信號中的工頻干擾信號，其特征在于還包括微處理器(4)和交流耦合放大電路(1)、低通濾波器(2)和比較器(3)；干擾信號經(jīng)所述交流耦合放大電路(1)和低通濾波器(2)后送往所述比較器(3)，輸出與工頻干擾頻率相對應(yīng)的計數(shù)信號送往計數(shù)器；所述微處理器(4)控制所述計數(shù)器和所述陷波器，能定時根據(jù)所述計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果計算當前工頻頻率，并判定對所述陷波器進行相應(yīng)設(shè)置，使所述陷波器中心頻率自動跟蹤當前工業(yè)頻率變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波裝置，其特征在于所述交流耦合放大電路(1)和低通濾波器(2)或者是前后串聯(lián)成一路，或者是串、并聯(lián)而構(gòu)成交流耦合低通放大電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波裝置，其特征在于所述交流耦合放大電路(1)包括至少一級運算放大集成電路U1，所述干擾信號經(jīng)電容C1耦合至所述運算放大集成電路U1的輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、7所述的工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波裝置，其特征在于所述低通濾波器(2)包括電阻R2和電容C2構(gòu)成的并聯(lián)支路，該并聯(lián)支路兩端分別連接所述運算放大集成電路U1的輸出端和反向輸入端，從而構(gòu)成交流耦合低通放大電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波裝置，其特征在于所述低通濾波器(2)包括開關(guān)電容濾波器電路，具有增益隨頻率變化衰減很陡的特性；所述微處理器4提供時鐘信號給所述開關(guān)電容濾波器以限定其低通截止頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)頻率自動跟蹤的濾波裝置，其特征在于所述陷波器是二階±2Hz巴特沃斯陷波器，或者位于所述微處理器(4)的內(nèi)部，或者位于所述微處理器(4)的外部。
11.一種心電檢測設(shè)備，包括與人體接觸的心電檢測電極，陷波器，其特征在于還包括微處理器(4)和交流耦合放大電路(1)、低通濾波器(2)和比較器(3)，以及連接交流耦合放大電路(1)輸入端的干擾信號采樣電極；干擾信號經(jīng)所述交流耦合放大電路(1)和低通濾波器(2)后送往所述比較器(3)，輸出與工頻干擾頻率相對應(yīng)的計數(shù)信號送往計數(shù)器；所述微處理器(4)控制所述計數(shù)器和所述陷波器，能定時根據(jù)所述計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果計算當前工頻頻率，并判定對所述陷波器進行相應(yīng)設(shè)置，使所述陷波器中心頻率自動跟蹤當前工業(yè)頻率變化；所述交流耦合放大電路(1)和低通濾波器(2)或者是前后串聯(lián)成一路，或者是串、并聯(lián)而構(gòu)成交流耦合低通放大電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的心電檢測設(shè)備，其特征在于所述干擾信號采樣電極是與人體接觸的心電檢測電極之一。
全文摘要
一種工業(yè)頻率自動跟蹤濾波的方法，用于電子設(shè)備中的陷波濾波控制，所述電子設(shè)備包括至少一個有著數(shù)字控制接口的陷波器，用以抑制工業(yè)頻率干擾，微處理器根據(jù)所述陷波器的性能要求，在工業(yè)頻率波動范圍內(nèi)，建立以中心頻率為索引的陷波器參數(shù)表，用以限定所述陷波器在不同中心頻率下的階數(shù)和轉(zhuǎn)角頻率等特性；微處理器控制濾波裝置實時完成對工頻干擾信號的取樣、計算，根據(jù)頻率結(jié)果查所述參數(shù)表，以之調(diào)整設(shè)置陷波器，使其中心頻率自動跟蹤干擾頻率，同時保持較小的轉(zhuǎn)角頻率。從而，所述電子設(shè)備可以良好抑制工頻干擾的同時保持有效信號失真最小。此外，該陷波濾波裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，適用地區(qū)廣而不需人工設(shè)置的優(yōu)點。
文檔編號H03H17/00GK1758536SQ20041005185
公開日2006年4月12日 申請日期2004年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月9日
發(fā)明者伍曉宇, 岑建, 張忠仁, 潘瑞玲 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司