濾波器原理及應(yīng)用-背景課件

濾波器原理及應(yīng)用主要內(nèi)容濾波器的應(yīng)用背景濾波器分類濾波器的實現(xiàn)分析方法結(jié)論附錄1.背景信號噪聲無處不在（一維、二維傳感器）周期噪聲（固定頻率的干擾）；隨機噪聲（不確定的干擾）；觀測和控制都需要真實的信號，指定頻率、突變的干擾盡量排除或限制；工程軟硬件中都給出了一些濾波器模塊；工程技術(shù)人員需要了解濾波器原理，參數(shù)如何進行設(shè)定，濾波器對信號的定性影響，采用這些信號的注意事項。2.2濾波器的分類其他分類模擬濾波器與數(shù)字濾波器離散濾波器與連續(xù)濾波器線性與非線性濾波器時變?yōu)V波器與時不變?yōu)V波器無源(passive)濾波器與有源（active）濾波器3.1濾波器的實現(xiàn)硬件實現(xiàn)自己搭建(放大器\電阻\電容\電感)模塊化設(shè)計(集成電路);軟件實現(xiàn)模塊設(shè)計參數(shù)自己編程搭建3.2低通濾波器的原理圖3.4帶通濾波器的原理圖3.5帶阻濾波器的原理圖3.4軟件中的濾波器TDC中SBLT1庫中的filter濾波器，參數(shù)如下；濾波器功能（高通、低通、帶通、帶阻）；濾波器階數(shù)；濾波器類型(Bessel\Butterworth\其他)；Notch濾波器（消除指定頻率）羅克韋爾軟件中的notch濾波模塊軟件設(shè)計案例1低通濾波器設(shè)計：目標濾除10Hz以上的頻率。低通濾波器的特點對高頻信號起減弱的作用，不能完全消除；幅值效果好的濾波器，相位延遲的比較多；延遲的時間可以計算；軟件設(shè)計案例2高通濾波器設(shè)計：目標濾除10Hz以下的頻率。軟件設(shè)計案例3低通濾波器設(shè)計：目標提取出10Hz的信號。4.1頻域濾波器分析方法拉氏變換后觀察相-頻，幅-頻特性4.2.2低通濾波器伯德圖4.3.1高通濾波器分析如無源高通濾波器4.3.2高通濾波器伯德圖4.4.2Notch濾波器伯德圖Q=1Q=105.結(jié)論頻域濾波器適用范圍的很寬，處理的范圍和信號處理追求的結(jié)果是矛盾的；觀測用時，可以適當采用低頻濾波；反饋用時，需要根據(jù)控制特性進行適當選擇，時滯從小到大時，對控制先起到惡化的作用。通常PI控制參數(shù)的選擇要和濾波時間進行綜合考慮；附錄1：異常點的處理限幅限斜率報警判斷（利用幅值界限和斜率界限進行選擇）。附錄2：有源和無源濾波的異同有源濾波成本便宜；傳遞函數(shù)可以做到等同無源濾波；放大器的緣故，帶寬有限，不適合很高頻率的信號處理；附錄3：信號無失真?zhèn)鬏敆l件附錄4：拉氏變換附錄5：電阻、容抗、感抗附錄6均值濾波器的幅頻特性附錄7理想濾波器理想低通濾波器幅-頻特性曲線理想高通濾波器理想帶通濾波器理想帶阻濾波器附錄8均衡在通帶范圍內(nèi)，可以級聯(lián)均衡器，使得幅值和相位特性近似無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)，也就是