双T网络滤波器在电子仪器中的应用

　　1　引言

　　电子仪器一般多采用50Hz、220V的工频交流电源供电,50Hz的电源频率有时在其工作频率范围之内,此时电源信号能通过多种途径进入到其工作电路中产生噪声干扰,使仪器的正常工作受到影响,若是测量仪器,则会影响其测量结果的准确度。如在工频交流电源供电的超高频电子电压表中,50Hz电源信号幅度较强,容易在其电路中产生噪声,对测量结果的影响较大,必须设法克服。

　　50Hz电源信号在电子仪器工作电路中产生的噪声干扰主要有两种,一是电源信号通过空间电磁感应所引起的噪声干扰,称为工频感应干扰,它一般是通过仪器的电源变压器产生的,克服这种工频感应干扰的主要方法是采用屏蔽措施;二是通过分布电容耦合到其放大电路的输入端所造成的干扰,这种干扰无法用屏蔽的方法克服,必须采用滤波器进行滤除。双T网络滤波器由于其良好的滤波特性,用在电子仪器中可以很好地滤除50Hz的干扰信号。

　　2　双T网络滤波器的电路结构形式及等效变换

　　双T网络滤波器的电路结构形式如图1所示,可认为是由两个单T网络滤波器并联而成:一个单T网络滤波器由电阻R、R和电容2C组成,是一个低通滤波器,如图2所示;另一个单T网络滤波器由电容C、C和电阻R/2组成,为一个高通滤波器,二者均是利用电容器的容抗随频率变化的特性进行滤波,适当选择R、C的数值,可有效地滤除干扰信号。

　　从图2中可以看出,单T网络滤波器为星型连接方式,为了分析方便,可将星型连接方式的电路等效变换为三角形连接方式电路(如图3)。

　　将两个单T网络滤波器的等效三角形连接方式电路并联,构成双T网络滤波器的等效电路,如图4所示。

　　3　双T网络滤波器滤波特性分析

　　假设双T网络滤波器输入信号为Ui,输出信号为U0,其频率特性用F表示,则:

　　4　双T网络的应用

　　从上面分析可知,双T网络滤波器通过选择适当的电路参数值可以将不同频率的干扰信号从电路中滤除掉。如若R=33kΩ,C=0.1μF,则f₀即用双T网络滤波器可将50Hz的电源干扰信号滤除掉。在飞机上装备的某型无线电罗盘某电路中,选择R=21kΩ,C=0.056μF,则f₀=135Hz,即用双T网络滤波器可将相邻电路产生的135Hz的干扰信号滤除掉。双T网络滤波器一般设计在电子仪器放大电路的前一级。在电子仪器中,尤其是电子测量仪器中,若50Hz的信号不在测量频率范围内,在其放大电路的前级设计双T网为滤波器可有效的滤除50Hz交流电源的噪声干扰,此电路已在超高频毫伏表(如DA-22型超高频毫伏表)中获得应用,根据分析也可应用到其它电子仪器的设计中。