Добрый день.
Мне надо измерять сумму всех высших гармоник в сети.
Для этого надо рассчитать ФВЧ с такими характеристиками.
Частоты ниже 55 Гц фильтр должен ослабить минимум в 100 раз.
Частоты выше 140 Гц фильтр должен пропускать с коэффициентом не ниже 95%.
Расчётом фильтров ранее я не занимался.
Посоветуйте пожалуйста как решить этот вопрос, какой фильтр лучше применить.
Возможно существуют готовые программные продукты для подобных расчётов.

А почему 140 ? Вторую гармонику игнорируете ? И, кстати, ВЧ - шумов в сети сколько угодно. При такой фильтрации вы их выделите вместе с гармониками. Попробуйте (осторожно !) записать выборку напряжения сети в файл и пофильтровать ее в том же MatLab'е. Кстати, в нем же можно и фильтры посчитать. См также книжку Сергиенко "Цифровая обработка сигналов", там есть примеры и описана работа в МатЛабе:

http://padabum.com/d.php?id=3404

И еще, вы какой фильтр хотите применить ? Аналоговый или цифровой ?

Спасибо за ответ.



Да, энергетики говорят, что чётных гармоник там быть не должно.
Хотя я не совсем уверен что во время каких либо переходных процессов они не появятся.
Конечно надёжнее было бы вместо 140 задать 90,
но я просто не уверен что реально удастся получить фильтр с такой крутой характеристикой, поэтому и согласился на такое послабление.




Да, Вы правы, ВЧ-шумы действительно попадут в результат вместе с гармониками.
Значит придётся и их фильтровать, либо до ФВЧ, либо после.




Сейчас я рассматриваю оба варианта, и аналоговый и цифровой,
а потом посмотрю, в каком варианте будет лучше результат.


Если у Вас есть опыт работы с фильтрами,
не можете ли Вы хотя бы ориентировочно сказать,
каким будет время задержки такого аналогового фильтра.
Для меня время задержки фильтра критично, оно не должно превышать 20мс.
Если у аналогового фильтра оно будет существенно больше,
тогда аналоговый фильтр можно будет и не рассматривать.

Спасибо за ссылку на книгу.

Я бы начал с того, что пофильтровал бы реальную выборку в MatLab'е. Например, можно выполнить над ней БПФ, прикинув количество точек исходя из требуемого разрешения по частоте. И решал бы задачу не на основе фильтра, а на основе именно БПФ. Что-то мне подсказывает, что это правильный путь ...

для аналоговых фильтров есть онлайн утилиты на сайтах у АД и ТИ, бесплатный софт есть у ТИ FilterPro Desktop

Спасибо за ответы.



Вы советуете,
с помощью БПФ посчитать каждую из высших гармоник, а затем их просуммировать.
Я правильно Вас понял?




Спасибо за информацию, посмотрю.

Я советую с помощью БПФ определить спектральный состав сигнала, выделить в нем гармоники и их амплитуды (мощности) просуммировать, или сделать с ними что-то еще, смотря по тому, что вы хотите получить. БПФ - это по сути "гребенка" цифровых фильтров.
Опробуйте это В МатЛаб'е на реальном сигнале, там ничего сложного нет ...

Фазовый сдвиг на частоте 50 Гц не превысит 20 мс, для ваших условий.
Но, как было правильно сказано, в канал ФВЧ попадут гармоники + все остальное.

Если у вас микропроцессорная система, то обрабатывать надо там, а не аналогом.
Для этого подойдет гребенчатый фильтр или обработка в частотной области с использованием тех или иных разновидностей ДПФ.

Я бы совсем для начала взял бы низковольтный трансформатор и через него и делитель подал бы на звуковую карточку. И готовой утилитой типа Спектролаб посмотрел на что похож спектр сигнала. У приличных карточек с/ш 100 db и лучше, 16-24 бита. Исходя из этого думать дальше.

Изучение театра действий никто не отменял - это первое, с чего надо начинать.

Тот же MatLab умеет получать данные со звуковой карточки и записывать их в файл ...

Посмотрите программу FilterSolution http://www.filter-solutions.com/
в ней всё можно расчитать по Вашим требованиям. В том числе активные фильтры.(Скорее всего Вам понадобится именно активный)

С данными ТС, аналоговый будет еще тем монстром - 5-7 порядка.

Для начала давайте добавим ещё один параметр входной цепи вашего измерителя:

Какое входное и выходное сопротивление должно быть у аналогового фильтра?

Ведь если в вашей сети стоит нагрузка 50кВт, то её активное сопротивление меньше 1 Ома.

А это-то здесь при чем?
Датчик того или иного типа и согласующий каскад никто не отменял.

Если так нужен именно аналоговый, посоветовал бы фильтры на переключаемых конденсаторах.
Реализуемость и удобство настройки намного выше, чем на дискретных компонентах.