信号的调理与记录.ppt

2023/11/3 * 恒带宽与恒带宽比滤波器比较 6.4 滤波器 2023/11/3 * 恒带宽滤波器 恒带宽滤波器带宽恒定。 在所有频带内都具有良好的频率分辨力。 恒带宽滤波器一般不宜做成固定中心频率,而是利用一个定带宽、定中心频率的滤波器加上可变参考频率的差频变换来适应各种不同中心频率的定带宽滤波需要。 参考信号的扫描速度应能够满足建立时间的要求,尤其是滤波器带宽很窄的情况,参考频率变化不能过快。 常用的恒带宽滤波器有相关滤波和变频跟踪滤波两种。 6.4 滤波器 2023/11/3 * 三种滤波器测量结果比较 6.4 滤波器 2023/11/3 * 6 滤波器的应用 超门限报警 案例:旅游索道钢缆检测 6.4 滤波器 2023/11/3 * 钢管无损探伤 滤除信号中的零漂和低频晃动,便于门限报警 6.4 滤波器 2023/11/3 * 6.3.3 信号衰减 若输出电压的幅值高于下一级元件输入电压的范围,必须进行衰减。最简单的方法是使用分压网络。 从分压网络产生的输出电压是 6.2 信号的放大与衰减 2023/11/3 * 传感器与测试技术 -滤波器 滤波滤波器是一种选频装置,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. 2023/11/3 * l??根据滤波器的选频特性 低通滤波器:通频带0~f2。 高通滤波器:通频带f1~? 带通滤波器:通频带f1~f2 带阻滤波器:通频带0~f1与f2~?（阻带:f1~f2） 6.4.1 滤波器的分类（1） 低通 高通 带通 带阻 6.4 滤波器 2023/11/3 * RC 调谐式滤波器的基本参数 优点:RC滤波器电路简单,抗干扰强,有较好的低频特性,易于实现。 一阶RC 低通滤波器 低频段近于不失真传输。高频段近于积分器。高频衰减率-20dB/dec。 R C决定截止频率。 6.4 滤波器 2023/11/3 * 当 时,其幅频特性 。信号不受衰减通过; 当 时, ,也即幅值比稳定幅值降了-3dB。RC值决定着上截止频率。改变RC值就可以改变滤波器的截止频率; 当 时,输出与输入的积分成正比,即: 对高频成分的衰减率为-20dB/10倍频程。如果要加大滤波器的衰减率,可提高滤波器阶数实现。 低通滤波器的幅频特性讨论 6.4 滤波器 2023/11/3 * 一阶RC高通滤波器 低频段近于微分器。高频段近于不失真传输。 R C决定截止频率。 一阶 RC 高通滤波器 6.4 滤波器 2023/11/3 * 当 时,输出 与输入 的微分成正比,起着微分器的作用 ; 当 时, ,也即幅值比稳定幅值降了-3dB。RC值决定着上截止频率。改变RC值就可以改变滤波器的截止频率; 当 时,其幅频特性 。信号不受衰减通过。 高通滤波器的幅频特性讨论 6.4 滤波器 2023/11/3 * 带通滤波器可由低通和高通滤波器串联组成。为了消除串联时负载效应的影响,通常用输出跟随器或运算放大器实现隔离。因此,实际带通滤波器通常是有源的。 RC 带通滤波器 思考:串联所得的带通滤波器以原高通的截止频率为（ ）,原低通的截止频率为（ ）。 下截止频率 上截止频率 6.4 滤波器 低通 高通 ???? 2023/11/3 * 2.滤波器的阶次 实际滤波器的传递函数是有理函数,即 式中n为滤波器的阶。对特定类型滤波器,其阶数越大,其阻频带对信号的衰减能力越大。 因为高阶传递函数可以写成若干一阶、二阶传递函数的乘积,所以可以把高阶滤波器的设计归结为一阶、二阶滤波器的设计。 6.4 滤波器 2023/11/3 * 理想滤波器模型及脉冲响应 无过渡带且在通频带内满足不失真测试条件的滤波器称为理想滤波器。理想滤波器的频率响应函数为: 理想滤波器的脉冲响应函数为sinc函数,若无相角滞后（t0=0）: 3. 滤波器的逼近方式 6.4 滤波器 2023/11/3 * 理想滤波器的特性与响应 t 0时，滤波器即有了与输入相对应的输出 在有限频率上完全截止 理想滤波器实现的不可能性 6.4 滤波器 2023/11/3 * 由h(t)图形可见,在输入?(t)到来以前,即t 0时,滤波器即有了与输入相对应的输出,显然,这违背了因果关系,任何现实系统都不可能具有这种预知未来的能力。 同样,理想高通、带通、带阻