⑴ 二階帶通濾波器的介紹
最簡單的帶通濾波器稱之為二階帶通濾波器,它的的特性用二階線性微分方程表示,方程的左邊與一般二階系統的標准形式完全相同,而右邊是激勵源的導數項。如果激勵源通過一個電阻R、電感L及電容C構成一個串聯迴路,並以電阻兩端的電壓作為響應,就構成了一個以二階微分方程描述的「二階帶通濾波器」。
⑵ 二階帶通濾波器和三階帶通濾波器有什麼區別呀各自作用都是濾波的嗎求過來人幫忙分析下,我是大專生。
在通帶響應函數相同、所有其它技術指標都相同的條件下,濾波器階數越高,則過渡帶越窄,也就是說濾波器頻率響應曲線上,通帶與阻帶之間的邊界越陡峭,濾波器的選擇性(或者說矩形系數)就越高。
另一方面,隨著濾波器階數的提高,復雜度、對器件和實現結構的靈敏度也就越高,實際應用中,損耗也就越大。
凡事都有兩面。
⑶ > 常用的濾波器有哪些,都..
濾波是抑制干擾傳導的一種重要方法。由於干擾源發出的電磁干擾的頻譜往往比要接收的信號的頻譜寬得多,因此,當接受器接收有用信號時,也會接收到那些不希望有的干擾。這時,可以採用濾波的方法,只讓所需要的頻率成分通過,而將干擾頻率成分加以抑制。常用濾波器根據其頻率特性又可分為低通、高通、帶通、帶阻等濾波器。低通濾波器只讓低頻成分通過,而高於截止頻率的成分則受抑制、衰減,不讓通過。高通濾波器只通過高頻成分,而低於截止頻率的成分則受抑制、衰減,不讓通過。帶通濾波器只讓某一頻帶范圍內的頻率成分通過,而低於下截止和高於上截止頻率的成分均受抑制,不讓通過。帶阻濾波器只抑制某一頻率范圍內的頻率成分,不讓其通過,而低於下截止和高於上截止頻率的頻率成分則可通過
⑷ 常見濾波器的類型都有哪幾種
濾波器的常見種類:數字濾波器、低通濾波器、帶通濾波器、模擬濾波器、聲表面波濾波器、介質濾波器、有源電力濾波器
1、數字濾波器
與模擬濾波器相對應,在離散系統中廣泛應用數字濾波器。它的作用是利用離散時間系統的特性對輸入信號波形或頻率進行加工處理。或者說,把輸入信號變成一定的輸出信號,從而達到改變信號頻譜的目的。
數字濾波器一般可以用兩種方法來實現:一種方法是用數字硬體裝配成一台專門的設備,這種設備稱為數字信號處理機;另一種方法就是直接利用通用計算機,將所需要的運算編成程序讓通用計算機來完成,即利用計算機軟體來實現。
2、低通濾波器
低通濾波器是指車載功放中能夠讓低頻信號通過而不讓中、高頻信號通過的電路,其作用是濾去音頻信號中的中音和高音成分,增強低音成分以驅動揚聲器的低音單元。由
於車載功放大部分都是全頻段功放,通常採用AB類放大設計,功率損耗比較大,所以濾除低頻段的信號,只推動中高頻揚聲器是節省功率、保證音質的最佳選擇。此外高通濾波器常常和低通濾波器成對出現,不論哪一種,都是為了把一定的聲音頻率送到應該去的單元。
低通濾波器是容許低於截止頻率的信號通過,但高於截止頻率的信號不能通過的電子濾波裝置。
對於不同濾波器而言,每個頻率的信號的減弱程度不同。當使用在音頻應用時,它有時被稱為高頻剪切濾波器, 或高音消除濾波器。
低通濾波器概念有許多不同的形式,其中包括電子線路(如音頻設備中使用的hiss濾波器、平滑數據的數字演算法、音障(acoustic barriers)、圖像模糊處理等等,這兩個工具都通過剔除短期波動、保留長期發展趨勢提供了信號的平滑形式。
低通濾波器在信號處理中的作用等同於其它領域如金融領域中移動平均數所起的作用;
低通濾波器有很多種,其中,最通用的就是巴特沃斯濾波器。
3、帶通濾波器
(1)帶通濾波器的工作原理:
一個理想的濾波器應該有一個完全平坦的通帶,例如在通帶內沒有增益或者衰減,並且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉,另外,通帶外的轉換在極小的頻率范圍完成。實際上,並不存在理想的帶通濾波器。濾波器並不能夠將期望頻率范圍外的所有頻率完全衰減掉,尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的范圍。這通常稱為濾波器的滾降現象,並且使用每十倍頻的衰減幅度dB來表示。通常,濾波器的設計盡量保證滾降范圍越窄越好,這樣濾波器的性能就與設計更加接近。然而,隨著滾降范圍越來越小,通帶就變得不再平坦—開始出現「波紋」。這種現象在通帶的邊緣處尤其明顯,這種效應稱為吉布斯現象。
除了電子學和信號處理領域之外,帶通濾波器應用的一個例子是在大氣科學領域,很常見的例子是使用帶通濾波器過濾3到10天時間范圍內的天氣數據,這樣在數據域中就只保留了作為擾動的氣旋。
在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率,這里濾波器的增益最大,濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。
(2)帶通濾波器的應用區域:
許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器,以選出各個不同頻段的信號,在顯示上利用發光二極體點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ,在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1,品質因數 ,3dB帶寬B=1/(п*R3*C)也可根據設計確定的Q、fo、Ao值,去求出帶通濾波器的各元件參數值。R1=Q/(2пfoAoC),R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC),R3=2Q/(2пfoC)。上式中,當fo=1KHz時,C取0.01Uf。此電路亦可用於一般的選頻放大。 有源帶通濾波器電路,此電路亦可使用單電源
4、模擬濾波器
模擬濾波器在測試系統或專用儀器儀表中是一種常用的變換裝置。例如:帶通濾波器用作頻譜分析儀中的選頻裝置;低通濾波器用作數字信號分析系統中的抗頻混濾波;高通濾波器被用於聲發射檢測儀中剔除低頻干擾雜訊;帶阻濾波器用作電渦流測振儀中的陷波器,等等。
用於頻譜分析裝置中的帶通濾波器,可根據中心頻率與帶寬之問的數值關系,分為兩種:
一種是帶寬B不隨中心頻率人而變化,稱為恆帶寬頻通濾波器,其中心頻率處在任何頻段上時,帶寬都相同;
另一種是帶寬B與中心頻率人的比值是不變的,稱為恆帶寬比帶通濾波器,其中心頻率越高,帶寬也越寬。
5、聲表面波濾波器
聲表面波是指聲波在彈性體表面的傳播,這個波被稱為彈性聲表面波。聲表面波的傳播速度比電磁波的速度約小10萬倍。聲表面波濾波器是採用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料,利用其壓電效應和聲表面波傳播的物理特性而製成的一種濾波專用器件,廣泛應用於電視機及錄像機中頻電路中,以取代LC中頻濾波器,使圖像、聲音的質量大大提高。
SAW 聲表濾波器、聲表諧振器,是在壓電基片材料表面產生並傳播、且其振幅隨深入基片本材料的深度增加而迅速減少的的彈性波。聲表面波(SAW)是傳播於壓電晶體表面的機械波,其聲速僅為電磁波速的十萬分之一,傳播衰耗很小。
SAW 聲表器件是在壓電基片上採用微電子工藝技術製作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等,利用基片材料的壓電效應,通過輸入叉指換能器(IDT)將電信號轉換成聲信號,並局限在基片表面傳播,輸出IDT將聲信號恢復成電信號,實現電-聲-電的變換過程,完成電信號處理過程,獲得各種用途的電子器件。
採用了先進微電子加工技術製造的聲表面波器件,具有體積小、重量輕、可靠性高、一致性好、多功能以及設計靈活等優點。
6、介質濾波器
介質濾波器利用介質陶瓷材料的低損耗、高介電常數、頻率溫度系數和熱膨脹系數小、可承受高功率等特點設計製作的,由數個長型諧振器縱向多級串聯或並聯的梯形線路構成。
其特點是插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄,特別適合CT1,CT2,900MHz,1.8GHz,2.4GHz,5.8GHz,便攜電話、汽車電話、無線耳機、無線麥克風、無線電台、無繩電話以及一體化收發雙工器等的級向耦合濾波。
7、有源電力濾波器
有源電力濾波器是一種動態抑制諧波和補償無功的電力電子裝置,它能對頻率和大小都變化的諧波和無功進行補償,可以彌補無源濾波器的缺點,獲得比無源濾波器更好的補償特性,是一種理想的補償諧波裝置。
早在70年代,有源電力濾波器的基本原理和主電路拓撲結構就已被確定,但由於受當時的技術條件限制,未能使有源電力濾波器得以實施。進入80年代後,新型電力電子器件的出現、PWM控制技術的發展以及瞬時無功功率理論的提出,極大地促進了有源電力濾波器技術的發展。
國外已開始在工業和民用設備上廣泛使用有源電力濾波器,並且單機裝置的容量逐步提高,其應用領域從補償用戶自身的諧波向改善整個電力系統供電質量的方向發展。
(4)二級帶通濾波器在生活中有哪些擴展閱讀:
板上濾波器雖然對高頻的濾波效果不理想,但是如果應用得當,可以滿足大部分民用產品電磁兼容的要求。在使用時要注意以下事項:
1、「干凈地」:如果決定使用板上濾波器,在布線時就要注意在電纜埠處留出一塊「干凈地」,濾波器和連接器都安裝在「干凈地」上。通過前面的討論,可知信號地線上的干擾是十分嚴重的。如果直接將電纜的濾波電容連接到這種地線上,會造成嚴重的共模輻射問題。
為了取得較好的濾波效果,必須准備一塊干凈地。並與信號地只能在一點連接起來,這個流通點稱為「橋」,所有信號線都從橋上通過,以減小信號環路面積。
2、並排設置:同一組電纜內的所有導線的未濾波部分在—起,已濾波部分在一起。否則,一根導線的耒濾波部分會將另一根導線的已濾波部分重新污染9使電纜整體濾波失效。
3、靠近電纜:濾波器與面板之間的導線的距離應盡量短。必要時,使用金屬板遮擋一下,隔離近場干擾。
4、與機箱接:安裝濾波器的干諍地要與金屬機箱可靠地搭接起來,如果機箱不是金屬的,就在線路板下方設置一塊較大的金屬板來作為濾波地。干凈地與金屬機箱之間的搭接要保證很低的射頻阻抗。如有必要,可以使用電磁密封襯墊搭接,增加搭接面積,減小射頻阻抗。
5、接地線短:考慮到引腳的電感效應,其重要性前面已討淪,濾波器的局部布線和設計線路板與機箱(金屬板)的連接結構時要特別注意
參考資料:網路-濾波器
⑸ 帶通濾波器的應用區域
這個問題太泛泛,帶通濾波器的應用場景自然是要把通帶兩側的信號都濾掉的。
舉個例子,電視信號一個頻道的帶寬是8MHz,不同的頻道是通過頻分復用方式傳輸的,所以從電視機或者機頂盒的輸入端進去的信號就是個全頻道的信號,你用遙控器具體調諧到哪個頻道,那麼相應頻道就被視為通帶,其餘頻道就為阻帶,這是,就用一個中心頻率為通帶中央位置頻率,帶寬略大於8MHz的帶通濾波器把這個頻道信號取出來,送去變頻及後續電路。
⑹ 帶通濾波器的作用是什麼
帶通濾波器是一個允許特定頻段的波通過同時屏蔽其他頻段的設備。比如RLC振盪迴路就是一個模擬帶通濾波器。
波是信號處理中的一個重要概念,在直流穩壓電源中濾波電路的作用是盡可能減小脈動的直流電壓中的交流成分,保留其直流成分,使輸出電壓紋波系數降低,波形變得比較平滑。
(6)二級帶通濾波器在生活中有哪些擴展閱讀:
工作原理:
實際上並不存在理想的帶通濾波器。濾波器並不能夠將期望頻率范圍外的所有頻率完全衰減掉,尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的范圍。這通常稱為濾波器的滾降現象,並且使用每十倍頻的衰減幅度的dB數來表示。
通常濾波器的設計盡量保證滾降范圍越窄越好,這樣濾波器的性能就與設計更加接近。然而,隨著滾降范圍越來越小,通帶就變得不再平坦,開始出現「波紋」。這種現象在通帶的邊緣處尤其明顯,這種效應稱為吉布斯現象。
⑺ 濾波器都有什麼類型的
電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除,得到一個特定頻率的電源信號,或消除一個特定頻率後的電源信號。
分類:
1、按所處理的信號分為模擬濾波器和數字濾波器兩種。
2、按所通過信號的頻段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。
(1)低通濾波器:它允許信號中的低頻或直流分量通過,抑制高頻分量或干擾和雜訊;
(2)高通濾波器:它允許信號中的高頻分量通過,抑制低頻或直流分量;
(3)帶通濾波器:它允許一定頻段的信號通過,抑制低於或高於該頻段的信號、干擾和雜訊;
(4)帶阻濾波器:它抑制一定頻段內的信號,允許該頻段以外的信號通過。[1]
3、按所採用的元器件分為無源和有源濾波器兩種。
(1)無源濾波器:僅由無源元件組成的濾波器,它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構成的。這類濾波器的優點是:電路比較簡單,不需要直流電源供電,可靠性高;缺點是:通帶內的信號有能量損耗,負載效應比較明顯,使用電感元件時容易引起電磁感應,當電感L較大時濾波器的體積和重量都比較大,在低頻域不適用。
(2)有源濾波器:由無源元件和有源器件組成。這類濾波器的優點是:通帶內的信號不僅沒有能量損耗,而且還可以放大,負載效應不明顯,多級相聯時相互影響很小,利用級聯的簡單方法很容易構成高階濾波器,並且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁屏蔽;缺點是:通帶范圍受有源器件的帶寬限制,需要直流電源供電,可靠性不如無源濾波器高,在高壓、高頻、大功率的場合不適用。
⑻ 帶通濾波器的典型應用
許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器,以選出各個不同頻段的信號,在顯示上利用發光二極體點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ,在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1,品質因數 ,3dB帶寬B=1/(п*R3*C)也可根據設計確定的Q、fo、Ao值,去求出帶通濾波器的各元件參數值。R1=Q/(2пfoAoC),R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC),R3=2Q/(2пfoC)。上式中,當fo=1KHz時,C取0.01Uf。此電路亦可用於一般的選頻放大。 有源帶通濾波器電路
此電路亦可使用單電源,只需將運放正輸入端偏置在1/2V+並將電阻R2下端接到運放正輸入端既可。
⑼ 急!~~麻煩誰能告訴我帶通濾波器的作用和原理啊
帶通是讓某一個范圍的頻率通過,濾除其餘頻率。如高通濾波器+低通濾波器可組成帶通濾波器。它大體分為模擬帶通濾波器和數字帶通濾波器.
模擬帶通濾波器一般是用電路元件(如電阻、電容、電感)來構成我們所需要的頻率特性電路。模擬帶通濾波器的原理是通過對電容、電阻和電感參數的配置,使得模擬濾波器對基波呈現很小的阻抗,而對諧波呈現很大的阻抗,這樣當負載電流信號通過該模擬帶通濾波器的時候就可以把基波信號提取出來。目前,有些有源濾波器利用模擬電路實現帶通濾波器檢測負載電流的基波分量,並且在實際中得到了應用。
但是,模擬帶通濾波器也有一些自身的缺點。這是由於模擬濾波器的中心頻率對電路元件(如電容,電阻,電感)的參數十分敏感,較難設計出合適的參數,而且電路元件的參數會隨外界環境的干擾發生變化,這會導致中心頻率的偏移,影響濾波結果的准確性。
數字帶通濾波器就是用軟體來實現上面的濾波過程,可以很好地克服模擬濾波器的缺點,數字帶通濾波器的參數一旦確定,就不會發生變化,只要電網的波動頻率在我們設計的范圍之內,就可以比較好地提取出基波分量。數字濾波器根據其類型可以分為IIR型和FIR型。PIR型只有零點,不容易像IIR型那樣取得比較好的通帶與阻帶特性.所以,在一般的設計中選用IIR型。IlR型又可以分成Butterworth型濾波器,Chebyshev I型濾波器,Chcbyshev Ⅱ型濾波器和橢圓型濾波器等。