硬件设计中滤波电路与软件滤波算法

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1、电磁兼容实验报告（硬件设计中滤波电路与软件滤波的算法）学院：专业：班级：作者:硬件设施中的滤波电路硬件滤波的一些概念：硬件滤波：主要是通过电容电阻来组合起来滤波。滤波：就是滤掉电路中不需要的成分，留下有用的成分。按功能分：有电源滤波器、音频滤波器、电源滤波器（交流滤波器和直流滤波器）。滤5HM,v5S)tqE0波的基本概念Dro5]@!kem0滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。0~%?Nv0yEJ/lV[ja0经典滤波的概念，是根据傅立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满

2、足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。电子爱好者社区!m:?Z:%EmF电子爱好者社区Kg(T�CR8nt-r5n实际上，任何一个电子系统都具有自己的频带宽度（对信号最高频率的限制），频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。而滤波器，则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电

3、路。*c!d'X/jn;QrZ09O0c+f3nb6S%N$?b0用模拟电子电路对模拟信号进行滤波，其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择。根据频率滤波时，是把信号看成是由不同频率正弦波叠加而成的模拟信号，通过选择不同的频率成分来实现信号滤波。电子爱好者社区2U3k(I4}2U,[&c,l5Sq/NqT.`6GW0当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做高通滤波器。ie�Q1@_%r?"Gs0电子爱好者社区ZG4d)}-LX当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做低通滤波器。

4、电子爱好者社区PGX]7y7_X`G:Io5P,m#M_k0当只允许信号中某个频率范围内的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做带通滤波器。电子爱好者社区Z"~D,kSMr0dxix0理想滤波器的行为特性通常用幅度-频率特性图描述，也叫做滤波器电路的幅频特性。理想滤波器的幅频特性如图所示。图中，w1和w2叫做滤波器的截止频率。电子爱好者社区"c1p3Z0w�o 电子爱好者社区[)N8Q?Y"^VbYe2g"_MV0滤波器频率响应特性的幅频特性图+H&MFegD04C`Up(w4iC-P8G9dj0  对于滤波器，增益

5、幅度不为零的频率范围叫做通频带，简称通带，增益幅度为零的频率范围叫做阻带。例如对于LP，从-w1当w1之间，叫做LP的通带，其他频率部分叫做阻带。通带所表示的是能够通过滤波器而不会产生衰减的信号频率成分，阻带所表示的是被滤波器衰减掉的信号频率成分。通带内信号所获得的增益，叫做通带增益，阻带中信号所得到的衰减，叫做阻带衰减。在工程实际中，一般使用dB作为滤波器的幅度增益单位。三：低通滤波器和高通滤波器电子爱好者社区E]/B-HNIK[电子爱好者社区]E$q^lxX低通滤波器电子爱好者社区'R,}j7fL*q*ibJI8dR

6、0xnq&R0低通滤波器的基本电路特点是，只允许低于截止频率的信号通过。[Q*akqd0 电子爱好者社区?;IX$Mk6c（1）一阶低通Butterworth滤波电路电子爱好者社区oC�d'OXTF电子爱好者社区i'K-B6h&@-m:O下图a和b是用运算放大器设计的两种一阶Butterworth滤波电路的电路。图a是反相输入一阶低通滤波器，实际上就是一个积分电路，其分析方法与一阶积分电路相同。电子爱好者社区/mkf^-Jj.S电子爱好者社区&Om"t6wU2? 电子爱好者社区/x6R{&g电子爱好者社区3WDQ!k)t4

7、tI(}{%zb`:a$n'[T0sZv0V)e7s9UJ2lH/OX0图b是同相输入的一阶低通滤波器。根据给定的电路图可以得到电子爱好者社区k[$tznJFQA电子爱好者社区G+De5a;B` ~~w-PsGDX0U!iUldJ1rjX,YQ(l0  对滤波器来说，更关心的是正弦稳态是的行为特性，利用拉氏变换与富氏变换的关系，有kg+O8dL1S0V~I�D"Je&Ot]0 YB5h0yy2uf0电子爱好者社区4S�cRt5Z  下图是上式RC=2时的幅频特性和相频特性波特图。4O;M_9w"A(nCR0电子爱

8、好者社区1G4fmo0Z)J 电子爱好者社区�E0CsMT2v,]Fg电子爱好者社区3L~IJRRC=2时一阶Butterworth低通滤波器的频率响应特性电子爱好者社区xgMX3P,D[_ 电子爱好者社区!ka"MD2U/E*fp6E（2）二阶低通Butterworth滤