滤波器相关知识

滤波器相关知识

滤波器相关常识 

1、额定电压 

 

额定电压是指在规定频率及工作温度范围内可以连续施加在滤波器上的最高电压值。 

2、 额定电流 

 

额定电流是指在规定频率及电压下,环境温度为40℃时滤波器可通过的安全允许电流。 

其它温度下的电流可以通过如下公式算出:

3、 试验电压

试验电压也就是通常的耐压测试,以检验滤波器的绝缘特性及内部元件的耐高压能力。测试时,电压从零开始,以不超过150V/S的速率升至规定的试验电压值,开始计时。 

通常有两种规范,一种是典型测试,时间为60秒。另一种为产品测试,时间为3秒。 

详细资料可参照IEC相关文件。

4、 绝缘电阻 

 

绝缘电阻是指滤波器相线、中线对地之间的阻值。通常用专用绝缘电阻表测试。 

5、 最大泄漏电流 

 

泄漏电流是指滤波器相线、中线对地(外壳)在给定电压及频率下流过的最大电流(通常在250VAC/50Hz下测量)。为保证安全,对不同类型、不同应用场合的滤波器,此项指标有不同规定。 

一般用户不具有测量单路泄漏电流的装置,测试值为整体滤波器的数值,应

加以修正。 

6、 温升 

 

惠博顿公司EMI滤波器在无特殊说明时,此项指标均为:Δt<30℃。 7、 插入损耗 

 

插入损耗是衡量滤波器滤波效果的指标,通常以分贝数或频率特性曲线来表示。它是指滤波器接入线路前后,电源传给负载的功率比或端口电压比。IL=10Ig Po/P2 (dB) 或 IL=20Ig Vo/V2 (dB) 

Po、P2、Vo、V2分别表示滤波器接入前后负载端的功率和电压。实验室测量一般在50/50Ω系统下进行。 

 

8、 干扰形式 

要了解传导干扰的相关问题,就必须了解传导信号的2种模式:共模型式和差模型式。 

差模干扰(也称对称干扰),指在系统相线中的干扰信号,差模电流从一条相线进入,从另一条相线流出,与地线无关。 

共模干扰(也称不对称干扰),它会在每条相线、中线与大地之间产生一个电压,共模电流从干扰源流向地线,又从地线返回相线。 

惠博顿公司滤波器可以对共模和差模干扰同时提供有效衰减。 

9、 气候类别 

依照DIN IEC68第一部分,气候类别由3个号码组成。 

例如:25/85/21 

第一个号码:工作温度下限-25℃。 

第二个号码:工作温度上限+85℃。 

第三个号码;在相对湿度90-95%可多于 21天。 

10、 阻抗关系

传统上,在滤波器两端的端接阻抗为50 的器件下描述滤波器的特性,因为这对于测试很方便,并且是符合射频标准的。但在实际应用中,ZS 和ZL 非常复杂,并且在要抑制的频率点上可能是未知的。如果滤波器一端或两端与电抗性元件相连接,则可能会产生谐振,使某些频率点上的插入损耗变为插入增益。如果构成源或负载的器件的高频特性可能明确给出,则差模阻抗可以预测出,但由电缆或结构件的寄生电抗构成的共模阻抗则基本上是无法预测的。

带通带阻数字滤波器

以下两个滤波器都是切比雪夫I型数字滤波器,不是巴特沃尔滤波器,请使用者注意! 1.带通滤波器 function y=bandp(x,f1,f3,fsl,fsh,rp,rs,Fs) %带通滤波 %使用注意事项:通带或阻带的截止频率与采样率的选取范围是不能超过采样率的一半%即,f1,f3,fs1,fsh,的值小于Fs/2 %x:需要带通滤波的序列 % f 1:通带左边界 % f 3:通带右边界 % fs1:衰减截止左边界 % fsh:衰变截止右边界 %rp:边带区衰减DB数设置 %rs:截止区衰减DB数设置 %FS:序列x的采样频率 % f1=300;f3=500;%通带截止频率上下限 % fsl=200;fsh=600;%阻带截止频率上下限 % rp=0.1;rs=30;%通带边衰减DB值和阻带边衰减DB值 % Fs=2000;%采样率 % wp1=2*pi*f1/Fs; wp3=2*pi*f3/Fs; wsl=2*pi*fsl/Fs; wsh=2*pi*fsh/Fs; wp=[wp1 wp3]; ws=[wsl wsh]; % % 设计切比雪夫滤波器; [n,wn]=cheb1ord(ws/pi,wp/pi,rp,rs);

[bz1,az1]=cheby1(n,rp,wp/pi); %查看设计滤波器的曲线 [h,w]=freqz(bz1,az1,256,Fs); h=20*log10(abs(h)); figure;plot(w,h);title('所设计滤波器的通带曲线');grid on; y=filter(bz1,az1,x); end 带通滤波器使用例子 %-------------- %带通滤波器测试程序 fs=2000; t=(1:fs)/fs; ff1=100; ff2=400; ff3=700; x=sin(2*pi*ff1*t)+sin(2*pi*ff2*t)+sin(2*pi*ff3*t); figure; subplot(211);plot(t,x); subplot(212);hua_fft(x,fs,1); % y=filter(bz1,az1,x); y=bandp(x,300,500,200,600,0.1,30,fs); figure; subplot(211);plot(t,y); subplot(212);hua_fft(y,fs,1); %调用到的hua_fft()函数代码如下 function hua_fft(y,fs,style,varargin) %当style=1,画幅值谱;当style=2,画功率谱;当style=其他的,那么花幅值谱和功率谱

滤波器的设计与实现

滤波器的设计与实现 一、设计简介 自已设计电路系统,构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。利用Matlab或PSPICE或PROTEL或其他软件仿真。 二、设计要求 完成电路设计;学习用计算机画电路图;学会利用Matlab或PSPICE或其他软件仿真。 三、设计路线 滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络,它允许某些频率次(通常是某个频率范围)的信号通过,而其他频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。这些网络可以由RLC元件或RC元件构成的无缘滤波器,也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。 根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同,滤波器可分为低通滤波器(LPF),高通滤波器(HPF),带通滤波器(BPF),和带阻滤波器(BEF)四种。从实现方法上可分为FIR,IIR滤波器。从设计方法上可分为切比雪夫滤波器,巴特沃思滤波器。从处理信号方面可分为经典滤波器和现代滤波器。 在这里介绍两种具体的滤波器设计方法: (1)切比雪夫滤波器:是在通带或阻带上频率响应幅度等波纹

波动的滤波器。在通带波动的为“I型切比雪夫滤波器”,在阻带波动的为“II型切比雪夫滤波器”。切比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快,但频率响应的幅频特性不如后者平坦。切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小,但是在通频带内存在幅度波动。这种滤波器来自切比雪夫多项式,因此得名,用以记念俄罗斯数学家巴夫尼提·列波维其·切比雪夫(Пафнутий Львович Чебышёв)。 (2)巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑。这种滤波器最先由英国工程师斯替芬·巴特沃斯(Stephen Butterworth)在1930年发表在英国《无线电工程》期刊的一篇论文中提出的。 巴特沃斯滤波器的特性 巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏,而在阻频带则逐渐下降为零。在振幅的对数对角频率的波得图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。 无源滤波器与有源滤波器的比较 无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成有源滤波器:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。

matlab程序之——滤波器(带通-带阻)教学内容

m a t l a b程序之——滤波器(带通-带阻)

matlab程序之——滤波器(带通,带阻) 以下两个滤波器都是切比雪夫I型数字滤波器,不是巴特沃尔滤波器,请使用者注意! 1.带通滤波器 function y=bandp(x,f1,f3,fsl,fsh,rp,rs,Fs) %带通滤波 %使用注意事项:通带或阻带的截止频率与采样率的选取范围是不能超过采样率的一半 %即,f1,f3,fs1,fsh,的值小于 Fs/2 %x:需要带通滤波的序列 % f 1:通带左边界 % f 3:通带右边界 % fs1:衰减截止左边界 % fsh:衰变截止右边界 %rp:边带区衰减DB数设置 %rs:截止区衰减DB数设置 %FS:序列x的采样频率 % f1=300;f3=500;%通带截止频率上下限 % fsl=200;fsh=600;%阻带截止频率上下限 % rp=0.1;rs=30;%通带边衰减DB值和阻带边衰减DB值 % Fs=2000;%采样率 % wp1=2*pi*f1/Fs; wp3=2*pi*f3/Fs; wsl=2*pi*fsl/Fs; wsh=2*pi*fsh/Fs; wp=[wp1 wp3]; ws=[wsl wsh]; % % 设计切比雪夫滤波器; [n,wn]=cheb1ord(ws/pi,wp/pi,rp,rs); [bz1,az1]=cheby1(n,rp,wp/pi); %查看设计滤波器的曲线 [h,w]=freqz(bz1,az1,256,Fs); h=20*log10(abs(h));

figure;plot(w,h);title('所设计滤波器的通带曲线');grid on; y=filter(bz1,az1,x); end 带通滤波器使用例子 %-------------- %带通滤波器测试程序 fs=2000; t=(1:fs)/fs; ff1=100; ff2=400; ff3=700; x=sin(2*pi*ff1*t)+sin(2*pi*ff2*t)+sin(2*pi*ff3*t); figure; subplot(211);plot(t,x); subplot(212);hua_fft(x,fs,1); % y=filter(bz1,az1,x); y=bandp(x,300,500,200,600,0.1,30,fs); figure; subplot(211);plot(t,y); subplot(212);hua_fft(y,fs,1); %调用到的hua_fft()函数代码如下 function hua_fft(y,fs,style,varargin) %当style=1,画幅值谱;当style=2,画功率谱;当style=其他的,那么花幅值谱和功率谱 %当style=1时,还可以多输入2个可选参数 %可选输入参数是用来控制需要查看的频率段的 %第一个是需要查看的频率段起点 %第二个是需要查看的频率段的终点 %其他style不具备可选输入参数,如果输入发生位置错误 nfft= 2^nextpow2(length(y));%找出大于y的个数的最大的2的指数值(自动进算最佳FFT步长nfft) %nfft=1024;%人为设置FFT的步长nfft y=y-mean(y);%去除直流分量 y_ft=fft(y,nfft);%对y信号进行DFT,得到频率的幅值分布 y_p=y_ft.*conj(y_ft)/nfft;%conj()函数是求y函数的共轭复数,实数的共轭复数是他本身。

用方向和距离确定位置教案

确定位置 教学内容:六年级下册P50—51页例1和“练一练”。 教学目标: 1.在具体情境中让学生初步理解北偏东(西)、南偏东(西)的含义,会用方向和距离描述物体的位置,能根据给定的方向和距离在平面图上确定物体的位置,初步感受用方向和距离确定物体位置的科学性。 2.引导学生经历描述物体方向和距离的过程,进一步培养学生的观察能力、识图和作图的能力、有条理地进行表达的能力,发展空间观念。 3.帮助学生体验数学与生活的密切联系,进一步增强用数学眼光观察日常生活现象。 教学过程: 一、情景导入,激发兴趣。 1、在茫茫的大海中一艘货轮出现了故障,于是发出了求救信号,要想对它进行救援,就需要知道它的什么?(位置) 2、回忆一下,我们以前认识了哪八个方向?那在地图上是怎样确定它们的呢?一起看着课件说一说。(课件同步演示)在地图上,我们通常用N表示北。 3就在船长一筹莫展的时候,突然发现了两座灯塔,为了看清楚它们的位置关系,老师将他们画在了平面图上。要在平面上确定一个点的位置,可以怎么确定?(数对)给出网格线让学生说说灯塔1的位置。数对是用两条线表示了一个点的位置。如果货轮想往灯塔方向行驶,那它该怎么走呢?能给大家指一指吗?(指斜线)那能否用一条线来表示物体的位置呢?今天这节课,我们和大家继续学习确定位置。(板书课题) 二、合作探究、分层思考。 ①理解“北(南)偏东(西)” 1、出示研究图,从图中你能得到哪些信息? 学生回答时,注意让学生说清楚谁在谁的什么方向。 2、东北方向,也叫北偏东(课件演示),所以灯塔1在货轮的北偏东方向。 你是如何理解北偏东方向的呢?(同桌互相交流一下,并试着用膀臂演示一下) 那西北方向又叫着北偏西,(课件演示),那你又是如何理解北偏西的呢?所以我们可以说灯塔2在货轮的()方向。

无限长单位脉冲响应滤波器设计剖析

实验四无限长单位脉冲响应滤波器设计 一、实验目的 1.掌握双线性变换法及脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的具体设计方法及其原理,熟悉用双线性变换法及脉冲响应不变法设计低通、高通和带通IIR数字滤波器的计算机编程。 2.观察双线性变换及脉冲响应不变法设计的滤波器的频率特性,了解双线性变换法及脉冲响应不变法的特点。 3.熟悉巴特沃思滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器的频率特性。 二、实验原理 (1)实验中有关变量的定义:fc通带边界频率,fr阻带边界频率,tao通带波动,at 最小阻带衰减,fs采样频率,t采样周期。 (2)设计一个数字滤波器一般包括以下两步: a.按照任务要求,确定滤波器性能指标 b.用一个因果稳定的离散时不变系统的系统函数去逼近这一性能要求 (3)数字滤波器的实现:对于IIR滤波器,其逼近问题就是寻找滤波器的各项系数,使其系统函数逼近一个所要求的特性。先设计一个合适的模拟滤波器,然后变换成满足约定指标的数字滤波器。 用双线形变换法设计IIR数字滤波器的过程: a.将设计性能指标中的关键频率点进行“预畸” b.利用“预畸”得到的频率点设计一个模拟滤波器。 c.双线形变换,确定系统函数 三、实验内容 1、设计一切比雪夫高通滤波器,性能指标如下:通带边界频率f c=0.4kHz,通带波动δ=0.5dB,阻带边界频率f r=0.3kHz,阻带最小衰减At=20dB,采样频率f s=1000Hz,观察其通带波动和阻带衰减是否满足要求。(绘制对数幅度谱) 2、设计一巴特沃思低通滤波器,性能指标如下:通带边界频率f c=0.4kHz,通带波动δ=1dB,阻带边界频率f r=0.6kHz,阻带最小衰减At=40dB,采样频率f s=2000Hz,分别用脉冲响应不变法和双线性变换法进行设计,比较两种方法的优缺点。(绘制线性幅度谱) 3、用双线性变换法设计巴特沃思、切比雪夫和椭圆低通滤波器,其性能指标如下:通带边界频率f c=1.8kHz,通带波动δ≤1dB,阻带边界频率f r=2.6kHz,阻带最小衰减A t≥50dB,采样频率f s=8kHz。(绘制对数幅度谱) 4、设计一巴特沃思带通滤波器,性能指标如下:通带频率3kH z≤f≤4kHz,通带波动δ≤1dB;上阻带f≥5kHz,阻带最小衰减At≥15dB;下阻带f≤2kHz,阻带最小衰减At≥20dB;采样频率f s=20kHz,分别用脉冲响应不变法和双线性变换法进行设计。(绘制线性幅度谱) 5、用双线性变换法设计一椭圆带阻滤波器,性能指标如下:阻带频率2kH z≤f≤3kHz,

FilterSolutions滤波器设计教程

F i l t e r S o l u t i o n s滤波器 设计教程 The latest revision on November 22, 2020

一、F i l t e r S o l u t i o n s滤波器设计软件中的英文注解 Lowpassnotchfilters:低通陷波滤波器 Order:阶 filtercircuits:滤波电路frequencyresponse:幅频响应Passband:通频带、传输带宽repeatedlycycle:重复周期maximumsignaltonoiseratio:最大信噪比 gainconstants:增益系数,放大常数 circuittopologies:电路拓扑结构gainshortfall:增益不足maximumoutput:最大输出功率laststage:末级precedingstage:前级 stagefilter:分级过滤器GainStage:增益级voltageamplitude:电压振幅Componentvalues:元件值maximumvalued:最大值minimumvalued:最小值standardvalue:标准值 resistors:电阻器 capacitors:电容器operationalamplifiers:运算放大器(OA) circuitboard:(实验用)电路板activefilters:有源滤波器supplycurrents:源电流powersupplies:电源bypassingcapacitors:旁路电容optimal:最佳的;最理想的GainBandwidth:带宽增益passivecomponent:无源元件activecomponent:有源元件overallspread:全局;总范围Componentcharacteristics:组件特性 Modification:修改;更改databook:数据手册 typicalvalues:标准值;典型值defaultvalues:省略补充programexecution:程序执行Resetbutton:复原按钮positivetemperaturecoefficient:正温度系数 variableresistors:可变电阻器cermetresistor:金属陶瓷电阻器outputresistance:输出电阻distortion:失真 singleamplifier:单级放大器voltagefollower:电压输出跟随器troubleshooting:发现并修理故障controlpanel,:控制面板 二、FilterSolutions滤波器设计的基本步骤 1、打开crack的软件后,根据滤波器的设计要求,在filtertype中选择滤波器的类型(Gaussian:高斯滤波器、Bessel:贝塞尔滤波器、butterworth:巴特沃斯;Chebyshev1切比雪夫1;Chebyshev2切比雪夫2;Hourglass:对三角滤波器、Elliptic:椭圆滤波器、Custom:自定义滤波器、RaisedCos:升余弦滤波器、Matche:匹配滤波器、Delay:延迟滤波器); 2、在filterclass中选择滤波器的种类(低通、高通、带通、带阻); 3、在filterAttributes中设置滤波器的阶数(Order)、通频带频率(Passband frequency); 4、在Implementation中选择有源滤波器(active)、无源滤波器(passive)和数字滤波器(Digital);

滤波器设计

实验四十二 电力电子电路滤波器设计 (信号与系统—电力电子学综合实验) 一、实验原理 1. 滤波器及种类 滤波器是由集中参数或分布参数的电阻、电感和电容构成的网络,把叠加在有用信号上的噪声分离出来。采用滤波的方法,就是不阻止具有有用频率的工作信号通过,而衰减非工作信号的干扰的频率成分。从信号频谱分析的原理上说,滤波器就是压缩或降低干扰信号的频谱(通常远高于信号频谱),使传导出去的干扰值不超过规范要求的限值。滤波技术是抑制电气、电子设备传导电磁干扰的重要措施之一。 用无损耗的电抗元件构成的滤波器能阻止噪声通过,并把它反射回信号线;用有损耗元件构成的滤波器能将不期望的频率成分吸收掉。在抗干扰和滤除高频信号的情况下常用低通滤波器。 滤波器对抑制感性负载瞬变噪声有很好的效果;电源输入端接入一定结构形式的滤波器后能降低来自电网的干扰和谐波,或抑制来自电力电子装置的干扰和谐波对电网的侵害。 设计滤波器时,必须注意电容、电感等元器件的寄生特性(如电感的寄生电容和电容的寄生电感等),以避免滤波特性偏离预期值。在滤波电路中,通常还采用很多专用的滤波元件,如穿心电容、铁氧体磁环等(特别适合于高频滤波场合),它们能改善滤波器的高频特性。适当地设计或选择滤波器,并正确安装和使用滤波器,是电力电子技术和抗干扰技术的重要组成部分。 滤波器分有源和无源两种。本实验主要研究无源滤波器的设计和应用。 滤波器按类型一般分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、吸收滤波器、有源滤波器和专用通滤波器。滤波器按电路一般分为单容型(C型)、单电感型(L 型)、Γ型、反Γ型、T型和 p 型。不同结构的电路合适于不同的源阻抗和负载阻抗。 选择滤波器的原则,一般根据干扰源的特性、频率范围、电压和阻抗等参数及负载特性的要求综合考虑: (1). 要求电磁干扰滤波器在相应工作频段范围内,能满足负载要求的衰减特性,若一种滤波器衰减量不能满足要求时,则可采用多级联,可以获得比单级更高的衰减,不同的滤波器级联,可以获得在宽频带内良好衰减特性。 (2).要满足负载电路工作频率和需抑制频率的要求,如果要抑制的频率和有用信号频率非常接近时,则需要频率特性非常陡峭的滤波器,才能满足把抑制的干扰频率滤掉,只允许通过有用频率信号的要求。

滤波器设计步骤

滤波器设计步骤: 1、确定滤波器阶数n; 2、电路实现形式选择,传递函数的确定; 3、电路中元器件的选择,包括运算放大器的选择、阻容值设置等,最后形成电路原理图; 4、仿真结果(幅频特性图)及优化设计; 5、调试注意事项,确定影响滤波器参数实现的关键元件。 每一种电路按照以上步骤完成设计,本周内完成!

1、有源低通滤波器f c =50kHz 一、最低阶数的选取 主要功能参数为: 1) 带内不平坦度α1=0.5dB 2) 阻带衰减α2≥40dB ,这里取45dB 3) 增益G=10 4) 通带范围50kHz 使用滤波器设计软件,计算得出:若选取巴特沃斯滤波器,最低阶数为n=9;若选取切比雪夫滤波器,得到同样满足要求的切比雪夫滤波器的最低阶数为n=6。由于高阶滤波器电路复杂,造价较高,所以在同样满足技术指标的情况下,选取滤波器的最低阶数,即n=6。 二、电路实现形式选择及传递函数的确定 实现切比雪夫低通滤波器的电路有许多种,这里选择无限增益多端反馈电路(MFB ),见图1。MFB 滤波器是一种常用的反相增益滤波器,它具有稳定好和输出阻抗低等优点。 图1 二阶MFB 低通滤波电路 图2滤波器的级联 如图2所示,电路由三个二阶MFB 低通滤波电路串联实现,在图1所示电路中,当f=0时,C 1和C 2均开路,所以M 点的电压为 1 21R R U U M -= M 点的电流方程 C I I I I ++=321 M I 2 I 3 I 1 I C V 2 V 1 N 4

2 3 22111sC U R U R U U R U U M M M M ++-=- (式1) 其中 M U R sC U 3 121-= (式2) 解式1和式2组成的联立方程,得到每个二阶MFB 低通滤波器的传递函数为 3 2212 321 3211 21 2 1111R R C C s R R R R R sC R R U U +???? ??+++- = 最后得出六阶切比雪夫低通滤波器的传递函数为 ? +???? ??+++- ? +???? ??+++-=6 5432 654 6534 5322123213211 21 4 11111111R R C C s R R R R R sC R R R R C C s R R R R R sC R R U U 9 8652 987 9857 8 1111R R C C s R R R R R sC R R +???? ??+++- 三、电路中元器件的选择 使用滤波器设计软件,计算得出每节电路的阻值容值,如图2所示。 图2 六阶切比雪夫低通滤波器 器件的选择: 选择运放时,应适应满足特定增益的要求和频率范围的运放。并且,为了达到最佳运用,还要考虑运放的上升速率。

带通滤波器设计

LC椭圆函数带通滤波器设计 要求带通滤波器,在15kHz~ZOkHz的频率范围内,衰减最大变化1dB,低于14.06kHz和高于23kHz频率范围,最小衰减为50dB,Rs=RL=10kΩ。 ③运行Filter Solutions程序。点击“阻带频率”输人框,在“通带波纹(dB)”内输人0.18,在“通带频率”内输人1,在“阻带频率”内输人1.456,选中“频率单位-弧度”逻辑框。在“源阻抗”和“负载阻抗”内输人1。 ④点击“确定阶数”控制钮打开第二个面板。在“阻带衰减(dB)”内输人50,点击“设置最小阶数”按钮并点击“关闭”,主控制面板上形式出“6阶”,选中“偶次阶模式”逻辑框。 ⑤点击“电路”按钮。Filter s。lutions提供了两个电路图。选择“无源滤波器1”,如图1(a)所示。 ⑥这个滤波器必须变换为中心频率ω0=1的归一化带通滤波器。带通滤波器的Q 值为: 把所有的电感量和电容值都乘以Qbp°然后用电感并联每一个电容、用电容串联每一个电感使其谐振频率为ω0=1,该网络被变换为带通滤波器。使用的谐振元仵是原元件值的倒数,如图1(b)所示。 ⑦按照图1的方式转换Ⅱ型支路。

变换后的滤波器见图1(c)。在原理图下标出了以rad/s为单位的谐振频率。 ⑧用中心频率fo=17.32kHz和阻抗10kΩ对滤波器进行去归一化以完成设计。将所有的电感乘以Z/FSF,所有的电容除以z×FSF,其中z=104, FSF=2πfe=1.0882×105。最终的滤波器见图1(d)。图1(c)中的归一化谐振频率直接乘以几何中心频率fo=17.32kHz即可得到谐振频率。频率响应见图1(e)。

六年级数学下册用方向和距离确定位置练习苏教版

(苏教版)六年级数学下册用方向和距离确定位置 班级______姓名______ 1. 如图,一辆汽车向正北方向行驶,你能说出商场和书店分别在汽车的什么方向吗? N 商场北 45o 60o书店 0 3 6 9千米 汽车 2. 量出上图中书店到汽车的图上距离,根据比例尺算一算,书店在汽车北偏东60o方向的多少千米处?商场呢? 3. 书店在汽车的北偏东60o方向,表示汽车也在书店的北偏东60o方向。 4. 一种精密零件,画在图上是12厘米,而实际的长度是3毫米。求这幅图的比例尺。 5. 英华小学有一块长120米、宽80米的长方形操场,画在比例尺为 1 :4000的平面图上,长和宽各应画多少厘米? 6. 在比例尺为 1 :200000的一幅地图上,A城和B城相距5厘米,两城实际相距多少千米?

7. 一幅地图的线段比例尺是: 0 40 80 120 160千米,甲乙两城在 这幅地图上相距18厘米,两城间的实际距离是多少千米?丙丁两城相距660千米,在这幅地图上两城之间的距离是多少厘米? 8. 在一幅比例尺为1:500的平面图上量得一间长方形教室的长是3厘米,宽是2厘米。 (1)求这间教室的图上面积与实际面积。 (2)写出图上面积和实际面积的比。并与比例尺进行比较。 参考答案 1. 如图,一辆汽车向正北方向行驶,你能说出商场和书店分别在汽车的什么方向吗? N 商场北 45o 60o书店 0 3 6 9千米 汽车

分析与解:从图上可以看出,以汽车为中心,书店在汽车的东北方向,商场在汽车的西北方向。怎样才能更准确地表示它们的位置呢? 东北方向也叫做北偏东方向,书店在汽车的北偏东60o 方向。西北方向也叫做北偏西方向,商场在汽车的北偏西45o 方向。 答:书店在汽车的北偏东 60o 方向,商场在汽车的北偏西 45o 方向。 2. 量出上图中书店到汽车的图上距离,根据比例尺算一算,书店在汽车北偏东60o 方向的多少千米 处?商场呢? 分析与解:从图中量得书店和商场到汽车的图上距离分别是 1.2厘米和 2.3厘米,根据比例尺, 图上距离1厘米代表实际距离 3千米,分别算出实际距离。 1.2 × 3 = 3.6(千米)┄┄┄书店 2.3 × 3 = 6.9 (千米)┄┄┄商场 答:书店在汽车北偏东60o 方向的 3.6千米处,商场在汽车北偏西 45o 方向的 6.9千米处。 3. 书店在汽车的北偏东 60o 方向,表示汽车也在书店的北偏东60o 方向。 分析与解:书店在汽车的北偏东60o 方向,是以汽车为中心,由北向东旋转60o ;而以书店为中 心,汽车在书店的西南方向,即南偏西 60o 方向。 书店在汽车的北偏东 60o 方向,表示汽车在书店的南偏西 60o 方向。 4. 一种精密零件,画在图上是12厘米,而实际的长度是 3毫米。求这幅图的比例尺。 图上距离 : 实际距离 = 比例尺12厘米 = 120毫米 120 : 3 = 40 : 1 答:这幅图的比例尺是40 : 1。 5. 英华小学有一块长120米、宽80米的长方形操场,画在比例尺为 1 :4000的平面图上,长和宽 各应画多少厘米? 长:120米 = 12000厘米 12000 × 4000 1 = 3厘米 宽:80米 = 8000厘米 8000 × 4000 1 = 2厘米 答:长应画3厘米,宽应画 2厘米。 6. 在比例尺为 1 :200000的一幅地图上, A 城和 B 城相距5厘米,两城实际相距多少千米? 5 ÷ 200000 1 = 1000000厘米 = 10千米 答:两城实际相距 10千米。 7. 一幅地图的线段比例尺是:0 40 80 120 160 千米,甲乙两城在

滤波器设计—简明教程

引言 滤波器是一种二端口网络。它具有选择频率的特性,即可以让某些频率顺利通过,而对其它频率则加以阻拦,目前由于在雷达、微波、通讯等部门,多频率工作越来越普遍,对分隔频率的要求也相应提高;所以需用大量的滤波器。再则,微波固体器件的应用对滤波器的发展也有推动作用,像参数放大器、微波固体倍频器、微波固体混频器等一类器件都是多频率工作的,都需用相应的滤波器。更何况,随着集成电路的迅速发展,近几年来,电子电路的构成完全改变了,电子设备日趋小型化。原来为处理模拟信号所不可缺少的LC型滤波器,在低频部分,将逐渐为有源滤波器和陶瓷滤波器所替代。在高频部分也出现了许多新型的滤波器,例如:螺旋振子滤波器、微带滤波器、交指型滤波器等等。虽然它们的设计方法各有自己的特殊之点,但是这些设计方法仍是以低频“综合法滤波器设计”为基础,再从中演变而成,我们要讲的波导滤波器就是一例。 通过这部分内容的学习,希望大家对复变函数在滤波器综合中的应用有所了解。同时也向大家说明:即使初看起来一件简单事情或一个简单的器件,当你深入地去研究它时,就会有许多意想不到的问题出现,解决这些问题并把它用数学形式来表示,这就是我们的任务。谁对事物研究得越深,谁能提出的问题就越多,或者也可以说谁能解决的问题就越多,微波滤波器的实例就能很好的说明这个情况。我们把整个问题不断地“化整为零”,然后逐个地加以解决,最后再把它们合在一起,也就解决了大问题。这讲义还没有对各个问题都进行详细分析,由此可知提出问题的重要性。希望大家都来试试。 第一部分滤波器设计 §1-1滤波器的基本概念 图1 图1的虚线方框里面是一个由电抗元件L和C组成的两端口。它的输入端1-1'与电源相接,其电动势为E g,内阻为R1。二端口网络的输出端2-2'与负载R2相接,当电源的频率为零(直流)或较低时,感抗jωL很小,负载R2两端的电压降E2比较大(当然这也就是说负载R2可以得到比较大的功率)。 但是,当电流的频率很高时,一方面感抗jωL变得很大,另一方面容抗-j/ωC 却很小,电感L上有一个很大的压降,电容C又几乎把R2短路,所以,纵然电源的电动势E g保持不变,负载R两端的压降E2也接近于零。换句话说,R2不能从电源取得多少功率。网络会让低频信号顺利通过,到达R2,但阻拦了高频信号,使R2不受它们的作用,那些被网络A(或其他滤波器)顺利通过的频率构成一个“通带”,而那些受网络A 阻拦的频率构成一个“止带”,通带和止带相接频率称为截止频率。 什么机理使网络A具有阻止高频功率通过的能力呢?网络A是由电抗元件组成的,而电抗元件是不消耗功率的,所以,高频功率并没有被网络A吸收,在图一所示的具体情况中,它有时贮存于电感L的周围,作为磁能;在另一些时间,它又由电感L交

基于matlab的FIR低通高通带通带阻滤波器设计

基于matlab的FIR低通-高通-带通-带阻滤波器设计

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北京师范大学 课程设计报告 课程名称: DSP 设计名称:FIR 低通、高通带通和带阻数字滤波器的设计姓名: 学号: 班级: 指导教师: 起止日期: 课程设计任务书

学生班级: 学生姓名: 学号: 设计名称: FIR 低通、高通带通和带阻数字滤波器的设计 起止日期: 指导教师: 设计目标: 1、采用Kaiser 窗设计一个低通FIR 滤波器 要求: 采样频率为8kHz ; 通带:0Hz~1kHz ,带内波动小于5%; 阻带:1.5kHz ,带内最小衰减:Rs=40dB 。 2、采用hamming 窗设计一个高通FIR 滤波器 要求: 通带截至频率wp=rad π6.0, 阻带截止频率ws=rad π4.0, 通带最大衰减dB p 25.0=α,阻带最小衰减dB s 50=α 3、采用hamming 设计一个带通滤波器 低端阻带截止频率 wls = 0.2*pi ; 低端通带截止频率 wlp = 0.35*pi ; 高端通带截止频率 whp = 0.65*pi ; 高端阻带截止频率 whs = 0.8*pi ; 4、采用Hamming 窗设计一个带阻FIR 滤波器 要求: 通带:0.35pi~0.65pi ,带内最小衰减Rs=50dB ; 阻带:0~0.2pi 和0.8pi~pi ,带内最大衰减:Rp=1dB 。

FIR 低通、高通带通和带阻数字滤波器的设计 一、 设计目的和意义 1、熟练掌握使用窗函数的设计滤波器的方法,学会设计低通、带通、带阻滤波器。 2、通过对滤波器的设计,了解几种窗函数的性能,学会针对不同的指标选择不同的窗函数。 二、 设计原理 一般,设计线性相位FIR 数字滤波器采用窗函数法或频率抽样法,本设计采用窗函数法,分别采用海明窗和凯泽窗设计带通、带阻和低通。 如果所希望的滤波器的理想频率响应函数为)(jw d e H ,如理想的低通,由信号系统的知识知道,在时域系统的冲击响应h d (n)将是无限长的,如图2、图3所示。 H d (w) -w c w c 图2 图3 若时域响应是无限长的,则不可能实现,因此需要对其截断,即设计一个FIR 滤波器频率响应∑-=-=1 0)()(N n jwn jw e n h e H 来逼近)(jw d e H ,即用一个窗函数w(n)来 截断h d (n),如式3所示: )()()(n w n h n h d = (式1)。 最简单的截断方法是矩形窗,实际操作中,直接取h d (n)的主要数据即可。 )(n h 作为实际设计的FIR 数字滤波器的单位脉冲响应序列,其频率响应函数为: ∑-=-=1 0)()(N n jwn jw e n h e H (式2) 令jw e z =,则 ∑-=-=1 0)()(N n n z n h z H (式3), 式中,N 为所选窗函数)(n w 的长度。

FIR低通、带通和带阻数字滤波器的设计

西南科技大学 课程设计报告 课程名称:数字通信课程设计 设计名称:FIR低通、带通和带阻数字滤波器的设计 姓名: 学号: 班级: 指导教师: 起止日期:2011.6.21-2011.7.3 西南科技大学信息工程学院制

课程设计任务书 学生班级:学生姓名:学号: 设计名称:FIR低通、带通和带阻数字滤波器的设计 起止日期:2011.6.21-2011.7.3指导教师: 设计要求: 1、采用Kaiser窗设计一个低通FIR滤波器 要求: 采样频率为8kHz;通带:0Hz~1kHz,带内波动小于5%;阻带:1.5kHz,带内最小衰减:Rs=40dB。 2、采用Hamming窗设计一个带阻FIR滤波器 要求: 通带:0.35pi~0.65pi,带内最小衰减Rs=50dB;阻带:0~0.2pi和0.8pi~pi,带内最大衰减:Rp=1dB。 3、采用Hamming窗设计一个70阶的双通带线性相位FIR滤波器 要求: 第一通带0.2pi~0.4pi,带内最小衰减Rs=50dB;第二通带0.6pi~0.8pi,带内最大衰减:Rp=1dB。 4、分别绘制这三种数字滤波器的幅度响应曲线和相位响应曲线; 课程设计学生日志 时间设计内容 2011.6.21-6.27上网,在图书馆查阅相关资料,看《matlab》、《现代通信原理》、《数字信号处理》等书籍。 2011.6.28根据设计要求,得出设计中的参数。 2011,6.29根据各个功能按模块化格式编写小程序,并实现其部分功能。2011.6.30整理程序,并调试。 2011.7.1检查各项指标是否完成并修改程序。 2011.7.3撰写设计报告,最后完成设计

绝对经典的低通滤波器设计报告

经典 无源低通滤波器的设计

团队:梦知队 团结奋进,求知创新,追求卓越,放飞梦想 队员: 日期:2010.12.10 目录 第一章一阶无源RC低通滤波电路的构建 (3) 1.1 理论分析 (3) 1.2 电路组成 (4) 1.3 一阶无源RC低通滤波电路性能测试 (5) 1.3.1 正弦信号源仿真与实测 (5) 1.3.2 三角信号源仿真与实测 (10) 1.3.3 方波信号源仿真与实测 (15) 第二章二阶无源LC低通滤波电路的构建 (21) 2.1理论分析 (21) 2.2 电路组成 (22) 2.3 二阶无源LC带通滤波电路性能测试 (23) 2.3.1 正弦信号源仿真与实测 (23) 2.3.2 三角信号源仿真与实测 (28)

2.3.3 方波信号源仿真与实测 (33) 第三章结论与误差分析 (39) 3.1 结论 (39) 3.2 误差分析 (40) 第一章一阶无源RC低通滤波电路的构建1.1理论分析 滤波器是频率选择电路,只允许输入信号中的某些频率成分通过,而阻止其他频率成分到达输出端。也就是所有的频率成分中,只是选中的部分经过滤波器到达输出端。 低通滤波器是允许输入信号中较低频率的分量通过而阻止较高频率的分量。 图1 RC低通滤波器基本原理图 当输入是直流时,输出电压等于输入电压,因为Xc无限大。当输入

频率增加时,Xc减小,也导致Vout逐渐减小,直到Xc=R。此时的频率为滤波器的特征频率fc。 解出,得: 在任何频率下,应用分压公式可得输出电压大小为: 因为在=时,Xc=R,特征频率下的输出电压用分压公式可以表述为: 这些计算说明当Xc=R时,输出为输入的70.7%。按照定义,此时的频率称为特征频率。 1.2电路组成

用方向和距离描述位置

用方向和距离描述位置 【教学内容】教材第50-51页的例1和随后的“练一练”,完成练习九第1-3题。 【教材分析】本节课是在学生认识了方向、学会测量角度、学习了比例尺的基础上学习用方向和距离描述物体的位置。例题创设了一艘轮船在大海上向正北方向航行的情境,情境图中画出了两座灯塔,引导学生逐步准确地描述这两座灯塔的位置。在学生用东北、西北来描述灯塔所在的方向后,引出北偏东、北偏西的概念,进而通过测量得出北偏东、北偏西多少度来更精确地描述灯塔1所在的方向。然后量出灯塔1与轮船之间的图上距离,利用比例尺计算出实际距离,从而将方向和距离相结合,准确在描述灯塔1所在的位置。 【学情分析】本课所学知识是在学生认识东、南、西、北以及东南、东北、西南、西北的基础上进行教学的,关键是结合具体的度数让学生更精确地掌握物体所在的位置,问题不是太大。 【教学目标】 1.使学生在具体情境中初步理解北偏东(西)、南偏东(西)的含义,会用方向和距离描述物体的位置,初步感受用方向和距离确定物体位置的科学性。 2.使学生体验数学与生活的密切联系,进一步增强用数学眼光观察日常生活现象,解决日常生活问题的意识。 【教学重点】用方向和距离描述物体的位置。 【教学难点】理解北偏东(西)、南偏东(西)的含义。 【教学准备】 1.教师准备:三角板、量角器、直尺 2.学生预习:了解北偏东(西)、南偏东(西)的含义,用方向和距离描述物体的位置。 【教学过程】 一、预习指导 1.书第50页的例1,完成练一练。 二、预习反馈 1.批阅学生预习,根据学生预习情况调整教学难点。 2.收集学生的预习中的问题。 三、提出问题 如何用方向和距离描述物体的位置? 四、解决问题 (一)基础训练 解答下列两题,算后订正。 1.在比例尺为1:200000的一幅地图上,A城和B城相距5厘米,两城实际相距是多少千米? 2.一幅地图的线段比例尺是1:200000(画线段)的地图上,这幅图上3厘米表示实际距离多少千米? (二)激发兴趣 1.出示例1的场景图,问:从图中你知道了什么? 学生小组内交流。 适时指出:在平面图上也常用“N”表示方向北。 问:从灯塔1和灯塔2一个在东北方向,一个在西北方向,都偏离了正北方向,但偏离的角度一样吗?从图上能看出来吗? 2.揭示课题。

完整的有源滤波器设计

一.项目意义与目标 意义:本项目通过一个比较综合的、能覆盖《模拟电子技术》这门课程的大部分内容的三级项目,使我们能将整个课程的内容串联起来,实现一个系统的功能,巩固整个课程的学习内容,为以后学习和设计提供良好的模拟电子线路知识。本次有源滤波器设计主要注重的是电子电路的设计、仿真,意在培养学生正确的设计思想方法以及思路,理论联系实际的工作作风,在加深对知识的理解基础上,进一步培养学生综合运用所学知识与生产实践经验,分析和解决工程技术问题的能力。 目标:掌握有源滤波器的分析和设计方法,学习有源滤波器的调试、幅频特性的测量方法,通过仿真的方法来研究滤波电路,了解元件参数对滤波效果的影响,尝试着制作实物来验证理论以及仿真求得的结果并比较三者之间的差距。 二.项目内容与要求 内容:滤波器是一种能够使有用频率信号通过,而同时抑制(或衰减)无用频率信号的电子电路或装置,在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。有源滤波器是由集成运放、R、C组成,其开环电压增益和输入阻抗都很高,输出阻抗又低,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用,但因受运算放大器频限制,这种滤波器主要用于低频范围。 要求:在模电课程对有源滤波器所学到的知识的基础上,设计出一阶低通有源滤波电路,一阶高通滤波电路,二阶低通滤波电路,二阶高通滤波电路,二阶带通滤波电路,二阶带阻滤波电路。研究和设计其电路结构、传递函数,并对有关参数进行计算,再利用multisim 软件进行仿真,组装和调试各种有源滤波器,探究其幅频特性。经过仿真和调试,观察效果。由滤波电路的曲线可以看出通带的电压放大倍数、通带上限截止频率,下限截止频率,特征角频率等的实际值,与计算出的理论值相比较,分析误差

开关电源输入EMI滤波器设计与Pspice仿真

开关电源输入EMI滤波器设计与Pspice仿真 于工频电流的整流波形和开关操作波形。这些波形的电流泄漏到输入部位 就成为传导噪声和辐射噪声,泄漏到输出部位就形成了波纹问题。考虑到电磁 兼容性的有关要求,应采用EMI电源滤波器来抑制开关电源上的干扰。文中主 要研究的是开关电源输入端的EMI滤波器。 2EMI滤波器的结构 开关电源输入端采用的EMI滤波器是一种双向滤波器,是由电容和电感 构成的低通滤波器,既能抑制从交流电源线上引入的外部电磁干扰,还可以避 免本身设备向外部发出噪声干扰。开关电源的干扰分为差模干扰和共模干扰, 在线路中的传导干扰信号,均可用差模和共模信号来表示。差模干扰是火线与 零线之间产生的干扰,共模干扰是火线或零线与地线之间产生的干扰。抑制差 模干扰信号和共模干扰信号普遍有效的方法就是在开关电源输入电路中加装电 磁干扰滤波器。EMI滤波器的电路结构包括共模扼流圈(共模电感)L,差模电容 Cx和共模电容Cy。共模扼流圈是在一个磁环(闭磁路)的上下两个半环上,分 别绕制相同匝数但绕向相反的线圈。两个线圈的磁通方向一致,共模干扰出现时,总电感迅速增大产生很大的感抗,从而可以抑制共模干扰,而对差模干扰 不起作用。为了更好地抑制共模噪声,共模扼流圈应选用磁导率高,高频性能 好的磁芯。共模扼流圈的电感值与额定电流有关。差模电容Cx通常选用金属 膜电容,取值范围一般在0.1~1μF。Cy用于抑制较高频率的共模干扰信号, 取值范围一般为2200~6800pF。常选用自谐振频率较高的陶瓷电容。由于接地,共模电容Cy上会产生漏电流Ii-d。因为漏电流会对人体安全造成伤害,所以漏 电流应尽量小,通常1.0mA。共模电容取值与漏电流大小有关,所以不宜过大,取值范围一般为2200~4700pF。R为Cx的泄放电阻。电源滤波器的性能

带通和带阻滤波器的仿真

带通和带阻滤波器的仿真 在射频通信系统中,无论发射机还是接受机都需要选择特定频率的信号进行处理,滤除其它频率的干扰信号。在射频通信中需要使用滤波电路用来分离有用的信号。通常滤波器是具有频率选择性的双端口器件。由于谐振器的频率选择性,所以规定的频率信号能够通过器件,而规定频率信号以外的能量被反射,从而实现频率选择的功能,是一种只传输指定频段信号,抑制其他频段信号的电路。 1.滤波器的分类 滤波器分为无源滤波器和有源滤波器两种,无源滤波器由电感L、电容C及电阻R等无源元件组成;有源滤波器一般由集成运放与RC网络构成、性能稳定等优点,同时,由于集成运放的增益和输入阻抗都很小,输出阻抗很低,故有元滤波器还兼有放大与缓冲作用。利用有源滤波器可以突出有用频率的信号,衰减无用频率的信号,抑制干扰和噪声,以达到提高信噪比或选频的目的,因而有源滤波器被广泛应用于、通信、测量及控制技术中的小信号处理。 从功能上有源滤波器分为,低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BEF)、全通滤波器(APF)。 该仿真实验,主要讨论在ADS软件和Matlab软件下进行带通和带阻滤波器的相关参数和性能的仿真。 2.在ADS软件下带通滤波器的S参数仿真 带通滤波电路可以由电感L、电容C及电阻R的串联电路来构成,电路图如图2.1所示。 图 2.1 新建工程,选择【File】→【New Project】,系统出现新建工程对话框。在name 栏中输入工程名。单击OK,完成新建工程,此时原理图设计窗口会自动打开。 根据电路图要求,在左边选择要用的器件,连接好电路,设定频率范围为 0.1GHZ-10GHZ,选择S11进行仿真,仿真后的S11、S21图如图所示:

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