第五部分：計算機測試系統信號調理技術2 23頁

1、華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 第五章、測試信號調理技術 濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中 特定頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率 成分 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院第五章、測試信號調理技術 1 濾波器分類（根據濾波器的選頻作用分） 低通低通 高通高通 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院第五章、測試信號調理技術 帶通帶通 帶阻帶阻 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 2 濾波器的串/并聯 低通濾波器和高通濾波器是濾波器的兩種最基本的 形式，其它的濾波器都可以分解為這兩種類型的濾波器。 5.3 信號的濾波 華中科技大學機械學院華中科技大學機

2、械學院 3 理想濾波器 理想濾波器是指能使通帶內信號的幅值和相位都不失 真，阻帶內的頻率成分都衰減為零的濾波器。 5.3 信號的濾波 fc H(f) f Q(f) 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 理想濾波器的物理不可實現 理想濾波器在時域內的脈沖響應函數 h（t）為 sinc函 數。脈沖響應的波形沿橫坐標左、右無限延伸。 給理想濾波器一個脈沖激勵，在t=0時刻單位脈沖輸入 濾波器之前，濾波器就已經有響應了。故物理不可實現。 5.3 信號的濾波 fc H(f) 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 4 實際濾波器 理想濾波器是不存在的，實際濾波器幅頻特性中通帶和 阻帶間沒有嚴格界限

3、,，存在過渡帶。 5.3 信號的濾波 0 f A 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 0 ffc1 fc2 A0 0.707A0 1)截止頻率fc：0.707A0所對應的頻率 d 2)紋波幅度d：繞幅頻特性均值A0波動值 3)帶寬B和品質因數Q：下兩截頻間的頻率范圍稱為帶寬。 中心頻率和帶寬之比稱為品質因數 。 B Q=W0 / B 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 4)倍頻程選擇性W 指在上截止頻率fc2與2fc2之間幅頻特性的衰減值，即頻 率變化一個倍頻程時的衰減量。 5.3 信號的濾波 倍頻程衰減量以dB/oct表示（Octave，倍頻程）。衰減 越快（

4、即W值越大），濾波器的選擇性越好。 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5 恒帶寬、恒帶寬比濾波器 實際濾波器頻率通帶通常是可調的，根據實際濾波器 中心頻率與帶寬之問的數值關系，可以分為兩種。 5.3 信號的濾波 2) 2) 恒帶寬比帶通濾波器恒帶寬比帶通濾波器 1) 1) 恒帶寬帶通濾波器恒帶寬帶通濾波器 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 1/3倍頻程濾波器 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 6 RC無源濾波器 在測試系統中，常用RC濾波器。因為這一領域中信號頻 率相對來說不高。而RC濾波器電路簡單，抗干擾強，有較 好的低頻性能，并且選用標準阻容元件

5、 。 1) 1) 一階一階RCRC低通濾波器低通濾波器 5.3 信號的濾波 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 2) 一階RC高通濾波器 5.3 信號的濾波 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 3) RC帶通濾波器 可以看作為低通濾波器和高通濾波器的串聯可以看作為低通濾波器和高通濾波器的串聯 5.3 信號的濾波 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 產品 5.3 信號的濾波 LineDa: LTC1564 MAXIM: MAX74xx 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 華中科技大學機械學院

6、華中科技大學機械學院 2.2 信號的時域波形分析 6 濾波器的應用 超門限報警超門限報警 案例：旅游索道鋼纜檢測 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 由案例提煉的典型實驗：鋼管無損探傷 濾除信號中的零漂和低頻晃動，便于門限報警濾除信號中的零漂和低頻晃動，便于門限報警 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 案例：機床軸心軌跡的濾波處理 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 案例：機床軸心軌跡的濾波處理 濾除信號中的高頻噪聲，以便于觀察軸心運動規(guī)律 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 動手做：動手做： 調節(jié)計算機調節(jié)計算機mp3播放器等播放器等 軟件中的聲音均衡器，試軟件中的聲音均衡器，試 驗其對音樂信號的濾波情驗其對音樂信號的濾波情 況。況。 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院 5.3 信號的濾波 思考題： 1 信號調理的內容和目的 ？ 2 信號放大電路的種類，如何根據傳感器輸出 特性選擇合適的放大電