3 滤波器设计用表
三阶切比雪夫滤波器分析
60 2019年第07期
图4 三阶低通滤波器增益仿真
机电设备与仪器仪表 自动化应用
图5 三阶低通滤波器的截止频率仿真
2.2 三阶低通滤波器品质因数的确定
品质因数主要 影 响 滤 波 器 的 选 频 特 性,品 质 因 数 越
大,其频率选择 越 好。 系 统 的 品 质 因 数 主 要 受 品 质 因 数
较大的子系统的影响。为了估算三阶低通滤波器的品质
因数,先计算一 阶 低 通 滤 波 器 和 二 阶 低 通 滤 波 器 两 者 的
品质因数,通过比较后取二者 中 品 质 因 数 较 大 的 值,作 为
三阶低通滤波器的品质因数。
2.2.1 一阶低通滤波器品质因数的确定 根据并联 RC 网 络 的 品 质 因 数 计 算 公 式,计 算 得 到
0
ï ïV2(s)= ïï í
RbR+bRaVo(s)=
1V+o(sRR)ba =
VoK(s)⇒V2(s)=
Vo(s) K
ï ï ï
æ1
ç
èR2
+sc22
öø÷V2(s)-R12V1(s)=
0
⇒
ï îïV1(s)=
(1+sR2c22)Vo(s)=
(1+sR2c22)VoK(s)
(5)
由 以 上 关 系 式 可 以 得 到 ,二 阶 低 通 滤 波 器 的 转 移 函 数 为 :
机电设备与仪器仪表 自动化应用
三阶切比雪夫滤波器分析
邹立志,苏 庆,罗雪兰,田 雪
重庆邮电大学,重庆 400065
摘 要 通常情况下,研究中会把高阶滤波器拆解成简 单 易 分 析 的 一 阶 及 二 阶 低 阶 滤 波 器。 而 适 用 于 无 线 通 信 中
三电平PWM整流器网侧LCL滤波器设计_刘超
第31卷第1期2012年1月电工电能新技术Advanced Technology of Electrical Engineering and EnergyVol．31，No．1Jan．2012收稿日期：2011-03-14基金项目：国家自然科学基金资助项目（50737002）作者简介：刘超（1986-），男，湖北籍，硕士生，研究方向为三电平PWM 整流器网侧LCL 滤波器；赵争鸣（1959-），男，湖南籍，教授，研究方向为大容量电力电子变换器与太阳能光伏并网。
三电平PWM 整流器网侧LCL 滤波器设计刘超，赵争鸣，鲁挺（电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室，清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084）摘要：采用LCL 滤波器代替L 滤波器对入网电流进行滤波已成为变换器并网的趋势，相对于L 滤波器，LCL 滤波器具有成本低，体积小，整流器动态响应快等优点。
然而，目前关于LCL 滤波器的研究都是针对两电平变换器进行的，对多电平变换器鲜有涉及。
本文以三电平PWM 整流器为研究对象，提出了适用于三电平PWM 整流器LCL 滤波器的设计方法，并通过Simulink 仿真和实验验证了滤波器的优良性能。
关键词：电压型PWM 整流器；LCL 滤波器；三电平中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1003-3076（2012）01-0056-041前言采用LCL 滤波器代替L 滤波器对入网电流进行滤波已成为当前研究热点，相对于传统L 滤波器，LCL 滤波器具有成本低，体积小，整流器动态响应快等优点。
LCL 滤波器是一个三阶的滤波系统，由网侧电感L g ，滤波电容C f ，整流器侧电感L 组成。
比较L 滤波器与LCL 滤波器的幅频响应可以发现，LCL 滤波器高频衰减快，并且存在谐振点。
图1L 滤波器和LCL 滤波器幅频响应比较Fig．1Comparison of amplitude-frequency response between L-filter and LCL-filter从图1也可以看出设计LCL 滤波器的两个关键要素，一是要合理设计LCL 滤波器参数［1，2］，让开关频率落在LCL 滤波器衰减较快的区段，二是要消除LCL 滤波器的谐振尖峰［3，4］，对LCL 滤波器进行稳定性控制。
LC滤波器设计(共21张)
L1 L=120 nH
(1) 1
C3 C=1.483 pF
4
L2 L=120 nH
6
2 (2)
C1 C=49.07 pF
C2 C=11.808 pF
C4 C=11.808 pF
C5 C=49.07 pF
0
0
0
0
技术培训
第18页，共21页。
GENSYS理论(lǐlùn)电路
C1 C=4.636 pF
C7 C=29.132 pF
0
0
0
0
优点：可减小体积
技术培训
第6页，共21页。
高通滤波器电路
高通滤波器电路(diànlù)
(1) 1
C1 C=30.681 pF
C3 C=18.82 pF
3
C5 C=21.522 pF
6
C7 C=17.745 pF
9
2 (2)
L1 L=51.348 nH
L2 L=75.862 nH
L3 L=63.759 nH
L4 L=68.139 nH
4
7
10
0
C2 C=75.78 pF
C4 C=22.835 pF
C6 C=32.706 pF
0
0
0
技术培训
第7页，共21页。
高通滤波器等效电路
高通滤波器等效电路
L2 L=189.451 nH
1
4
(1) 1
1
4
C1 C=20.539 pF L1 L=76.703 nH
＞36dB @140±20MHz
＞57dB @140±40MHz ＞45dB @280～560MHz
表贴 -40～+55℃
3滤波技术和接地技术
腐蚀与合金化
不同金属互相接触时会出现 两种质变，即腐蚀与合金化。 所谓腐蚀是指在电化学序列 中属于不同组的两种金属(见 右表)接触在一起时，在电解 液的作用下，形成一个化学 电池使金属逐渐电解的效应。
为了减轻腐蚀的程度，联接在一起的两 种金属应该处于电化学序列的同一组中。 而且，还应尽量避免与电解液接触。 能起电解液作用的液体有：盐水或盐雾、 雨水(它能带来许多杂质或使表面上各 种杂质湿润)、汽油。因此，搭接处应 该尽可能保持干燥。
●端接电缆屏蔽层时，避免使用屏蔽层 辫状引出线。 ●需要用同轴电缆传输信号时，要通过 屏蔽层提供信号回路。低频电路可在信 源端单点接地，高频电路则采用多点接 地。 ●低电平传输线要用多层屏蔽，建议各 屏蔽层用单点接地。
搭接技术
１． 搭接的目的与种类 搭接的目的在于为电流的流动安排一个均匀的 结构面，以避免在相互连接的两金属间形成电 位差，因为这种电位差会产生电磁干扰。 两种基本的搭接方式是： ＜1＞直接搭接，即欲联接的两者之间金属与 金属的接触。 ＜2＞间接搭接，即利用搭接片使两者接触。
接地设计准则（小结）
●电路尺寸小于0.05 λ时，可采用单点接地； 大于0.15 λ时，可采用多点接地，电路尺寸介 乎0.05 λ和0.15 λ之间的则应根据接地线的实 际位置以及被接地电路的传导发射和传导敏感 度容限决定接地方式。对于那些工作频率范围 很宽的电路，还要采用混合接地。 ●出现地线环路问题时，可采用浮地隔离技 术(例如，使用变压器)。 ●所有接地线应尽可能短。
例如，碳钢在酸性溶液中腐蚀时，在阳极区铁被氧化为Fe² ’离子，所放出 的电子由阳极(Fe)流至钢中的阴极()上被H’离子吸收而还原成氢气，即
由于在被腐蚀的金属表面存在着在空间或时间上分开的阳极区和阴极区，腐蚀反应过 程中电子的传递可通过金属从阳极区流向阴极区，其结果必有电流产生。
3阶 iir滤波器系数
3阶iir滤波器系数摘要：1.引言2.3阶IIR滤波器简介3.3阶IIR滤波器系数的求解方法4.总结正文：1.引言在数字信号处理领域，无限脉冲响应（IIR）滤波器广泛应用于音频处理、通信系统以及图像处理等领域。
IIR滤波器具有较低的计算复杂度和较快的运行速度，因此受到广泛关注。
本文将详细介绍3阶IIR滤波器的系数求解方法。
2.3阶IIR滤波器简介3阶IIR滤波器是一种具有3个抽头的无限脉冲响应滤波器，其结构如图1所示。
它包括一个3阶的线性相位滤波器和一个1阶的线性相位滤波器。
其中，3阶线性相位滤波器用于模拟高通、低通和带通滤波器，1阶线性相位滤波器用于实现高通、低通和带通滤波器的阶跃函数。
通过选择合适的3阶和1阶滤波器系数，可以实现不同类型的滤波器。
图1 3阶IIR滤波器结构3.3阶IIR滤波器系数的求解方法求解3阶IIR滤波器系数的方法有很多种，其中最常用的是MATLAB工具箱。
下面我们将详细介绍如何使用MATLAB工具箱求解3阶IIR滤波器系数。
首先，打开MATLAB软件，输入“filter”命令，进入滤波器设计工具箱。
然后，输入“design”命令，进入滤波器设计界面。
在设计界面中，可以选择不同的滤波器类型（如低通、高通、带通等），并设置相关参数（如截止频率、通带波动等）。
接下来，点击“设计”按钮，即可得到所需的3阶IIR滤波器系数。
此外，还可以使用MATLAB的命令行模式求解3阶IIR滤波器系数。
例如，对于一个3阶低通滤波器，其传递函数为：H(z) = (b0 + b1*z^(-1) + b2*z^(-2)) / (1 + a1*z^(-1) + a2*z^(-2)) 可以通过以下MATLAB命令求解b0、b1、b2和a1、a2的值：[b0, b1, b2, a1, a2] = designfilt(3, "low", "Cheb1", [1 1])其中，"low"表示低通滤波器，"Cheb1"表示使用切比雪夫多项式作为基函数，[1 1]表示滤波器的阶跃响应要求。
第三章 滤波器
3.1 滤波器的分类：
一. 按是否使用有源器件分：无源滤波器、有源滤波器
有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。 是指用晶体管或运放构成的包含放大和反馈的滤波 器。 特点： 需要工作电压。
无源滤波器指用电容、电感、电阻组成的滤波器。
特点： 需要工作电压。
(一). 无源滤波器
1. 一阶RC低通滤波器(无源)
n阶巴特沃思低通滤波器的传递函数可写为：
A0 A0 A(S ) n B(S ) S an1 S n1 a1 S a0
jw S 为归一化复频率 S wc
；B ( S ) 为巴特沃思多项式；
an1 , a1 , a0 为多项式系数
高通有源滤波器
1.一阶有源高通滤波器
Rf R1
u (
R 1 R j C
)ui (
1 1 1 j RC
)ui
u－ u+
ui
C
∞ － A + +
uo
uo (1
Rf R1
)u AO u
R
AO uO Rf 1 ) 传递函数： A (1 )( ) ( L R1 1 j L ui 1 j
二.按通带和阻器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF）
各种滤波器理想的幅频特性：
（1）低通 |A| A0 0 通带 阻带 ωC ω （2）高通 |A| A0 0 通带 阻带 ωC ω
（3）带通 |A| A0 阻 阻 通 ωC2 0 ωC1 ω
① 根据“虚短”：
i2
i1 + us _
R1 1
_ +
+
三阶巴特沃斯滤波器电路
三阶巴特沃斯滤波器电路
巴特沃斯滤波器是电子滤波器的一种，这种滤波器最先由英国工程师斯替芬·巴特沃斯在1930年发表在英国《无线电工程》期刊的一篇论文中提出。
三阶巴特沃斯滤波器的电路设计可以参考以下步骤：1. 确定截止频率和滤波器阶数。
假设截止频率为$f_c=1kHz$，滤波器阶数为$n=3$。
2. 根据公式计算出滤波器的极点位置，一般采用极点对称法，即把极点均匀地分布在单位圆上的第一象限和第四象限上。
3. 根据极点的位置，计算出滤波器的传递函数，采用极点校正法，即用传递函数的极点位置来调整其幅度响应的峰值和下降速度，使得在截止频率处的幅度响应为$-3dB$。
4. 根据传递函数，设计出$RC$或$RLC$电路，一般采用多级级联的电路结构，每个级联电路都是一个一阶滤波器，可以采用标准的$RC$或$RLC$低通滤波器电路实现。
以上是三阶巴特沃斯滤波器的电路设计的基本步骤，
实际应用中请根据具体需求进行调整。
如果需要了解更多关于三阶巴特沃斯滤波器电路的信息，请提供更多详细的问题描述。
HFSS3微带滤波器教程
HFSS3微带滤波器教程HFSS (High-Frequency Structure Simulator) 是一种电磁仿真软件，广泛用于设计微带滤波器等高频电路元件。
本教程将介绍基本的微带滤波器设计流程，并使用HFSS软件进行仿真。
首先，我们需要了解微带滤波器的基本原理。
微带滤波器是一种利用微带线和微带电感等元件构成的高频滤波器。
通过控制微带线的宽度、长度和位置，可以实现不同的频率响应。
接下来，我们开始设计一个常见的低通微带滤波器。
首先，打开HFSS软件并创建一个新的项目。
然后，在设计树中右键单击"Design"，选择"Insert"，并选择"Layout"。
这将创建一个层叠的布局。
接下来，点击左侧的"Design Properties"来设置工作频率和单位。
根据需求设置频率为一定的值，例如2GHz。
单位可以选择毫米或英寸，根据习惯选择。
现在，我们需要设计微带线和微带电感。
在布局中，选择"Draw"，然后选择"Line"。
点击并拖动鼠标来绘制微带线的形状。
根据设计要求，设置适当的宽度和长度。
然后在布局中选择"Idea"，然后选择"Inductor"。
点击并拖动鼠标来绘制微带电感的形状。
根据设计要求，设置适当的尺寸。
接下来，我们需要定义微带线和微带电感的材料属性。
在布局中选择"Full Properties"，然后选择"Add Material"。
选择一个合适的材料，设置相应的介电常数和厚度。
现在，我们可以连接微带线和微带电感。
在布局中选中微带线和微带电感的起始点和终止点。
然后，点击右键选择"Connect"。
这将连接两个元件，并形成一个完整的微带滤波器。
完成连接后，我们需要添加端口和仿真设置。
实验 三升余弦滚降滤波器
实验 三 升余弦滚降和根升余弦滚降滤波器设计一、实验目的1．掌握升余弦滚降滤波器设计原理和设计方法； 2．掌握根升余弦滚降滤波器设计原理和设计方法； 二、实验原理1. 定义h (t )为升余弦脉冲成型函数。
h (t ) 升余弦函数定义如下222sin()cos()()14ccctth t tcTTt TT παππα=⋅-，对应的频谱为：10||111()(1cos((||)))||210||22222cc c c cccTc f H f f f f TT T T TTTααααααπ-⎧≤≤⎪⎪⎪--+⎪=+-<≤⎨⎪⎪+⎪>⎪⎩2. 定义h r (t )为根升余弦脉冲成型函数。
h r (t ) 根升余弦函数定义如下22sin((1))4cos((1)()14cccr c ttth t t c TTTt T πααπαπα-++=⎛⎫⎪- ⎪⎝⎭,对应的频谱为：10||11()||10||2222cr cccf H f f f TTTTαααα-⎧≤≤⎪-+=<≤+⎪>⎪⎩三、实验内容1．已知通带码元截止频率为fc,其码元周期为Tc ，以频率为fs 对升余弦脉冲成型函数h (t )和h (t-Tc )抽样,设计它的数字滤波器；2．已知通带码元截止频率为fc,其码元周期为Tc ，以频率为fs 对根升余弦脉冲成型函数hr (t )和hr (t-Tc )抽样,设计它的数字滤波器。
四、实验结果12345678910时间幅度六、程序设计% File_C3：cosdemo ．m%采用窗函数法设计一个可实现的数字FIR 升余弦脉冲成形滤波器 clear clck=10; %每个符号的抽样点 m=4; %延时 alfa=0.32; %滚降系数 for s=1:81 n=s-1; if n==40 h(s)=1;12345678910时间幅度elseh(s)=sin(pi*(n/k-m))*cos(pi*alfa*(n/k-m))/pi/(n/k-m)/(1-4*alfa*alfa*(n/k -m)*(n/k-m)); %raised cosine filter% h(s)=(sin(pi*(n/k-m+eps)*(1-alfa)) +4*alfa*(n/k-m+eps)*cos(pi*(n/k-m)*(1+alfa)))./pi./(n/k-m+eps)./(1-4*4 *alfa*alfa*(n/k-m)*(n/k-m)); %root-raised cosine filterendendin=zeros(1,101);in(11)=1;out=conv(in,h);t=0:0.1:10;figure(1)stem(t,out(1:101),'.')gridxlabel('时间')ylabel('幅度')%程序结束。
硕士信号处理实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着信息技术的飞速发展，数字信号处理（DSP）技术已成为通信、图像处理、语音识别等领域的重要工具。
本实验旨在通过一系列实验，加深对数字信号处理基本原理和方法的理解，提高实际应用能力。
二、实验目的1. 理解数字信号处理的基本概念和原理。
2. 掌握常用信号处理算法的MATLAB实现。
3. 培养分析和解决实际问题的能力。
三、实验内容本实验共分为五个部分，具体如下：1. 离散时间信号的基本操作（1）实验目的：熟悉离散时间信号的基本操作，如加法、减法、乘法、除法、延时、翻转等。
（2）实验步骤：- 使用MATLAB生成两个离散时间信号。
- 对信号进行基本操作，如加法、减法、乘法、除法、延时、翻转等。
- 观察并分析操作结果。
2. 离散时间系统的时域分析（1）实验目的：掌握离散时间系统的时域分析方法，如单位脉冲响应、零状态响应、零输入响应等。
（2）实验步骤：- 使用MATLAB设计一个离散时间系统。
- 计算系统的单位脉冲响应、零状态响应和零输入响应。
- 分析系统特性。
（1）实验目的：掌握离散时间信号的频域分析方法，如快速傅里叶变换（FFT）、离散傅里叶变换（DFT）等。
（2）实验步骤：- 使用MATLAB生成一个离散时间信号。
- 对信号进行FFT和DFT变换。
- 分析信号频谱。
4. 数字滤波器的设计与实现（1）实验目的：掌握数字滤波器的设计与实现方法，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。
（2）实验步骤：- 使用MATLAB设计一个低通滤波器。
- 使用窗函数法实现滤波器。
- 对滤波器进行性能分析。
5. 信号处理在实际应用中的案例分析（1）实验目的：了解信号处理在实际应用中的案例分析，如语音信号处理、图像处理等。
（2）实验步骤：- 选择一个信号处理应用案例。
- 分析案例中使用的信号处理方法。
- 总结案例中的经验和教训。
四、实验结果与分析1. 离散时间信号的基本操作实验结果表明，离散时间信号的基本操作简单易懂，通过MATLAB可以实现各种操作，方便快捷。