信号的滤波教学ppt课件

《信号的滤波教学ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、信号的滤波指导老师：孙登月制作：陈建坤付宜进齐雪兵张建巧信号滤波的原因信号滤波的概念滤波器的分类及工作原理滤波器的应用一.信号滤波的原因滤波是抑制或消除噪声的主要手段之一。有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。二.信号滤波的概念通过滤波器选频装置，可以使信号中特定频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分．滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。滤波器概述滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。主要作用是：

2、让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。滤波器一般有两个端口，一个输入信号、一个输出信号利用这个特性可以将通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。滤波器三、滤波器的分类按滤波器的频率特性分类按滤波器的电路组成分类1、按滤波器的频率特性分类．低通高通带通带阻(1)低通滤波器(LPF)过渡带:越窄表明选频性能越好,理想滤波器没有过渡带。ωH:通带截至频率A0:通带电压放大倍数(2)高通滤波器(HPF)(3)带通滤波器(BPF)(4)带阻滤波器(BEF)滤波器的串/并联低通滤波器

3、和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。理想滤波器理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。物理不可实现理想滤波器在时域内的脉冲响应函数h（t）为sinc函数。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸。波形给理想滤波器一个脉冲激励，从图中可以看出，在t=0时刻单位脉冲输入滤波器之前，即在t＜0时，滤波器就已经有响应了。故物理不可实现。实际滤波器理想滤波器是不存在的，在实际滤波器的幅频特性图中通带和阻带间应没有严格的界限,，存在一

4、个过渡带。1)纹波幅度d：波动幅度d与幅频特性平均值A0相比应小于-3dB。2)截止频率fc:幅频特性值等于0.707A0所对应的频率．3)带宽B和品质因数Q:上下两截频间的频率范围称为带宽中心频率和带宽之比称为品质因数4)倍频程选择性W:指在上截止频率fc2与2fc2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量。恒带宽、恒带宽比滤波器实际滤波器频率通带通常是可调的，根据实际滤波器中心频率与带宽之问的数值关系，可以分为两种。2)恒带宽比带通滤波器1)恒带宽带通滤波器2、按滤波器的电路组成分类RC无源滤波

5、器RC有源滤波器LC无源滤波器由特殊元件构成的无源滤波RC无源滤波器在测试系统中，常用RC滤波器。因为这一领域中信号频率相对来说不高。而RC滤波器电路简单，抗干扰强，有较好的低频性能，并且选用标准阻容元件。1)一阶RC低通滤波器2)一阶RC高通滤波器3)RC带通滤波器可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联RC有源滤波器有源滤波电路:用工作在线性区的集成运放和RC网络组成,实际上是一种具有特定频率响应的放大器。组成：简单RC滤波器同相放大器特点：│Avp│>0，带负载能力强缺点：阻带衰减太慢，选择性较差1.电路构

6、成(2).根据定义求出主要参数(3).画出电路的幅频特性(1).电路图电路的传递函数Av(s)频率特性Av(j)有源滤波电路的分析方法:2.性能分析------幅频响应-3-201/n010-20dB/十倍频程显然，这里的n就是-3dB截止角频率H。(2).幅频响应2.性能分析------传递函数在频域内,滤波电路Vi(s)V0(s)在时域内,滤波电路Vi(t)V0(t)(1).传递函数2.性能分析滤波器的特点LC无源滤波器RC无源滤波器RC有源滤波器由特殊元件构成的无源滤波LC无源滤波器滤波器由

7、电感L和电容C组成的无源电抗网络。优点：损耗小、噪声低、灵敏度低，有良好的频率选择特性。缺点:是电感元件体积大，品质因数低，不便于小型化和集成化，因而较少应用。RC无源滤波器组成：滤波器由电阻R和电容C组成。特点：优点电路简单，成本低，相对LC无源滤波器来说，少了电感，易于集成。缺点带负载能力差，通常只用于要求不高的场合。RC有源滤波器组成：由电阻R和电容C和有源器件组成。特点：优点和无源滤波器差不多，就是比无源滤波器多一个放大的功能，电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小。带负载能力强。缺点集成运放带宽有限；不

8、适于高压大电流的负载，一般做信号处理。（注：高压大电流负载时应采用LC电路。）由特殊元件构成的无源滤波器这类滤波器主要有压电陶瓷滤波器、晶体滤波器和声表面波滤波器等。这些滤波利用特殊元件通过电能与机械能、分子振动能之间的相互转换，并利用器件的固有谐振频率实现频率的选择。特点：优点：这类滤波器多用于对某单一频率的带通或带阻滤波，其品质因素高，稳定性也很高。缺点：但由于其品种系列有限，调整