动态特性模拟补偿滤波器设计与应用研究数字化控制单元设计(3)
测量系统的动态特性补偿就是在现成测量系统 中串接一个动态特性补偿单元 ，构成一个补偿合成系统 。总的目标是使合成系统对于被测信号的动态失真可以减小到工程应用可以忽略的程度，或者起码明显小于原系统对被测信号的动态失真。
理想的补偿合成系统是理想带通滤波器[6-7]，其表达式为：
（2-1）
可惜它在理论上是不可能实现的，因为不满足自然要求的因果规律为非因果系统。但可以用可实现的带通滤波器 （传递函数相应为 ，诸如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器带通滤波器等）去逼近理想带通滤波器 ，相应的动态特性补偿环节要求为：
（2-2）
这就是人们需要的动态特性补偿滤波器，其中 是待补偿测量系统的原有传递函数。与普通滤波器一样，动态特性补偿滤波器 可以有“模拟”与“数字”两种实现方案，具体采用哪种方法由应用实际所决定的。
2.2 动态模拟滤波器的实现要求
无论是一阶系统还是二阶系统，在进行动态补偿时，均是在原有模块之后添加一个附加环节（模块） ，达到动态特性调整的目的。本文以一阶电路和二阶电路仿真待补偿的一、二阶动态测量系统，相应的动态特性补偿模块就可以是一个RC有源滤波电路，相应于被补偿的一、二阶动态测量系统，这个补偿滤波电路的最低阶数分别应为二、三阶，更高阶次的补偿滤波电路通常可以获得更理想的补偿效果[5]。RC有源补偿滤波电路中电阻值的大小和电容的大小也直接关系到动态调整的准确性和调整效果。
实际应用时，由于事先不清楚被调整对象的动态特性以及调整它所需要增加的环节，所以为需要满足不同的动态调整需求，电路中接入的电路的阶数、电路中电阻和电容的大小都要可调，使得所设计的动态模拟滤波器能在很广的范围内都能够正常使用。
2.3 动态补偿模拟滤波器的设计与实现方案
针对典型一、二阶测量系统的动态补偿要求，先设计出一个适当阶次的巴特沃思原型（低通）滤波器，然后根据截止频率转换得到所要求的低通滤波器——补偿合成系统 ，再将 除以测量系统的传递函数 ，如（2-2）式，得到补偿滤波器的传递函数 。
然后再用若干双二阶有源RC电路和一阶有源RC电路的适当组合（级联）去实现这个传递函数 ，双二阶电路和一阶电路具体参数和级联可以通过单片机控制数字电位器和模拟开关来实现。
3 数字化控制单元的硬件电路设计
3.1总体方案设计
通过采用若干双二阶有源电路和一阶有源滤波器级联的方法[8]，以单片机为控制核心控制数字电位器以及模拟开关，来组成符合规定阶数和性能的模拟补偿滤波器