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USB3.0功能端口测试仪 简介
深圳市快科时代科技股份有限公司
1 特点
USB3.0介绍
USB3.0特点：速度快、向下兼容、总线电流提升
USB3.0USB2.0USB1.1
传输速度5Gbps480Mbps12Mbps
工作模式全双工半双工半双工
工作电压5V5V5V
总线电流1A0.5A0.5A
信号线9针4针4针
热插拔支持支持支持
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1 引脚定义
USB3.0介绍
PIN Number 信号名称 描述 1 VBus 电源
2 Data- USB2.0/USB1.x 数据输入输出差分信号
3 Data+
4 GND 接地
5 StdB_SSTX- USB3.0数据发送差分信号
6 StdB_SSTX+
7 GND_DRAIN 信号地
8 StdB_SSRX- USB3.0数据接收差分信号
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StdB_SSRX+
USB3.0采用独立的信号线。与USB2.0不共用信号线
PC/NB/Server等带USB3.0的设备USB3.0 Cable
USB3.0 U盘
USB2.0 U盘
传统方法一：
1、采用USB3.0 U盘进行读写测试
传统方法二：
1、采用USB3.0 U盘进行读写测试，
测试USB3.0信号。
2、拔掉USB3.0 U盘，重新插入
USB2.0 U盘，测试USB2.0信号。
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USB3.0 U盘方法USB3.0+USB2.0 U盘方法
测试覆盖率
USB3.0信号V V
USB2.0信号X V
电压/电流X X
USB3.0速度
速度大约310Mbps, 未到USB2.0的理
论值
速度大约310Mbps, 未到USB2.0的理
论值
Cycle Time 单个端口在10秒左右长，单个端口在20秒以上
硬件成本低较低
其它问题不好管理，病毒不好管理，病毒
问题：测试品质无法达到要求，U盘容易感染病毒
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产品图片产品图片
产品型号名称描述
QTSUSB30_2Port2端口智能USB3.0功能测试仪支持2个端口，用于USB3.0及USB2.0端口功能检测
QTSUSB30_4Port4端口智能USB3.0功能测试仪支持4个端口，用于USB3.0及USB2.0端口功能检测
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同时覆盖USB3.0及USB2.0协议
采用芯片内部数据处理方式，传输速度达到3.6Gbps, 接近理论数值
支持多种平台，包含主流Windows PC 及Server 版本及主流Linux 版本
测试速度快，支持并行测试模式
可根据客户需求提供API ，方便客户整合在自主测试系统中 支持速度、电压、电流、负载等多项测试，测试品质高
支持主流的USB3.0/2.0 Host Controller
特性
测试项目说明
1 Number Test 测试设备数量是否和预期一致
2 USB3.0 Speed Test 测试USB3.0协议下数据传输速度
3 USB2.0 Speed Test 测试USB2.0协议下数据传输速度
4 VBus Voltage Test VBus 电压值是否符合标准
5 USB3.0 Loading Test USB3.0状态下的负载测试
6 USB3.0 Data Transfer Test USB3.0状态下数据包交换测试
7 USB2.0 Data Transfer Test USB2.0状态下数据包交换测试
8 VBus Current Test VBus 电流测试
9 Hot-Plug Test USB 热插拔支持测试
用户调试软件主要测试项目
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1 4 比较
QT USB3.0端口智能测试仪优势
品质寿命
管理
测试覆盖率高，符合USB协议标准的测试品质专有保护电路，使用寿命高
专业测试方法，不会感染病毒，易于管理
速
度
支持并行测试，USB3.0/USB2.0自由切换，测试速度快
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1 5 案列
真实案列
真实案列：某PC产品，有USB3.0端口4个，原来采取USB3.0 U盘测试USB3.0信号，然后再更换USB2.0 U盘USB2.0信号。该产品每年的出货量为60万台
旧方案（U盘）QT方案
测试备品16G USB3.0 U盘 4个
16G USB2.0 U盘 4个
4通道 QT USB3.0测试仪一台
测试过程插入USB3.0 U盘，然后等待系统识别，识别完成后进行
U盘数量及读写测试，完成后拔出USB3.0 U盘，插入
USB2.0 U盘，等待系统识别后，进行USB2.0信号测试
测试前把测试仪的USB3.0 Cable线接入UUT端口，
测试程序进行USB3.0模式测试，然后发送命令进行
切换，切换完成后进行USB2.0模式下的测试
测试品质U盘速度无法满足USB3.0的要求，没有测试电压、电流
的标准输出值，无负载测试
覆盖率完全满足USB3.0端口功能测试。USB3.0接口
下数据交换速度达到3.6Gbps
问题点测试覆盖率不足，容易感染病毒，首次投资比U盘高
使用寿命由于要插拔， U盘使用寿命大约3个月含保护电路，钣金外壳，使用寿命一般在3年以上
3年测试耗材
成本以三年计算：USB3.0 U盘： 4x4x3= 48个。
USB2.0 U盘： 4x4x3 = 48个
价格：40x48 + 28x48 = 3648 RMB
以三年计算：QT USB3.0 测试仪一台 2360 RMB
Cable线成本：4x4x3 x10RMB= 480 RMB
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1 5 对比
真实案列
旧方案（U盘）QT方案测试品质不足，有感染病毒的风险高，不会感染病毒，易于管理
Cycle Time USB测试：45秒（4个端口，含插拔时间）
完整测试：420秒USB测试： 25秒（4个端口，无需插拔) 完整测试：400秒
操作测试工程中需要人工插拔自动，不需要插拔耗材成本三年： 3648 RMB 三年：2840 RMB
测试成本(含人员、设备）以每年120万的量计算测试机台：28台
人力：14人
测试机台：24台
治具节省：8.8万
人力: 12人（节省12万/年）
备注：作业员人力成本 6万/年
测试治具成本：2.2万/台
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Thank You！
联系方式：
Sales@https://www.doczj.com/doc/bc16178060.html,
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滤波器的设计与实现 一、设计简介 自已设计电路系统，构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。利用Matlab或PSPICE或PROTEL或其他软件仿真。 二、设计要求 完成电路设计；学习用计算机画电路图；学会利用Matlab或PSPICE或其他软件仿真。 三、设计路线 滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率次（通常是某个频率范围）的信号通过，而其他频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。这些网络可以由RLC元件或RC元件构成的无缘滤波器，也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。 根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF），高通滤波器（HPF），带通滤波器（BPF），和带阻滤波器（BEF）四种。从实现方法上可分为FIR，IIR滤波器。从设计方法上可分为切比雪夫滤波器，巴特沃思滤波器。从处理信号方面可分为经典滤波器和现代滤波器。 在这里介绍两种具体的滤波器设计方法： （1）切比雪夫滤波器：是在通带或阻带上频率响应幅度等波纹
波动的滤波器。在通带波动的为“I型切比雪夫滤波器”，在阻带波动的为“II型切比雪夫滤波器”。切比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快，但频率响应的幅频特性不如后者平坦。切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小，但是在通频带内存在幅度波动。这种滤波器来自切比雪夫多项式，因此得名，用以记念俄罗斯数学家巴夫尼提·列波维其·切比雪夫（Пафнутий Львович Чебышёв）。 （2）巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑。这种滤波器最先由英国工程师斯替芬·巴特沃斯（Stephen Butterworth）在1930年发表在英国《无线电工程》期刊的一篇论文中提出的。 巴特沃斯滤波器的特性 巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。在振幅的对数对角频率的波得图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。 无源滤波器与有源滤波器的比较 无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L和C组成有源滤波器：集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
第一章开关电源电路—EMI滤波电路原理 滤波原理：阻抗失配；作为电感器就是低通（更低的频率甚至直流能通过）高阻（超过一定频率后就隔断住难于通过）（或者是损耗成热消散掉），因此电感器滤波靠的是阻抗 Z=(R^2+(2ΠfL)^2)^1/2。也就是分成两个部分，一个是R涡流损耗，频率越高越大，直接把杂波转换成热消耗掉，这种滤波最干净彻底；一个是2ΠfL 这部分是通过电感量产生的阻挡作用，把其阻挡住。实际都是两者的结合。但是要看你要滤除的杂波的频率，选择合适的阻抗曲线。因为电感器是有截止频率的，超过这个频率就变成容性，也就失去电感器的基本特性了，而这个截止频率和磁性材料的特性和分布电容关系最大，因此要滤波更高的频率的干扰，就需要更低的磁导率，更低的分布电容。因此一般我们滤除几百K以下的共模干扰，一般使用非晶做共模电感器，或者10KHZ以上的高导铁氧体来做，这样主要使用阻抗的WL这一方面的特性，主要发挥阻挡作用。电感器滤波器是通过串联在电路里实现。撒旦谁打死多少次顺风车安顺场。 因此：共模滤波电感器不是电感量越大越好主要看你要滤除的共模干扰的频率范围。先说一下共模电感器滤波原理共模电感器对共模干扰信号的衰减或者说滤除有两个原理,一是靠感抗的阻挡作用,但是到高频电感量没有了，然后靠的是磁心的损耗吸收作用;他们的综合效果是滤波的真实效果。当然在低频段靠的是电感量产生的感抗.同样的电感器磁心材料绕制成的电感器,随着电感量的增加,Z阻抗与频率曲线变化的趋势是随着你绕制的电感 器的电感量的增加,Z 阻抗峰值电时的频率就会下降,也就是说电感量越高所能滤除的共模干扰的频率越低,换句话说对低频共模干扰的滤除效果越好,对高频共模信号的滤除效果越差甚至不起作用。这就是为什么有的滤波器使用两级滤波共模电感器的原因一级是用低磁导率(磁导率7K以下铁氧体材料甚至可以使用1000的NiZn材料) 材料作成共模滤波电感器,滤出几十MHz或更高频段的共模干扰信号,另一级采用高导磁材料(如磁导率10000\15000 的铁氧体材料或着非晶体材料)来滤除1MHz以下或者几百kHz的共模干扰信号。因此首先要确认你要滤除共模干扰的频率范围然后再选择合适的滤波电感器材料. 电容的阻抗是Z=-1/2ΠfL那么也就是频率越高阻抗绝对值越小，那么就是高通低阻，就是频率越高越能通过，所以电容滤波是旁路，也就是采用并联方式，把高频的干扰通过电容旁路给疏导回去。
第1章计算机应用基础知识概述 第2讲计算机应用基础知识概述(二) 教学目标及基本要求： 1、掌握计算机软件系统的构成，软件的概念、特点及分类 2、了解指令、语言、程序的概念。 3、掌握计算机的基本工作原理。 教学重点： 软件的概念、特点，存储程序原理。 教学难点： 存储程序原理。 教学内容： 1、系统软件、应用软件 2、程序设计语言、计算机的指令、计算机的程序 3、计算机的工作原理、计算机的基本工作过程 教学时间： 1学时 主要内容： 1.3.3 计算机软件系统的构成 软件：在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料，主要由程序和文档两部分组成。1．系统软件 指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件。它是为整个计算机系统所配置的、不依赖于特定应用领域的通用性软件。它扩大了计算机的功能，提高了计算机的工作效率。系统软件是不可少，一般由生产厂家或专门的软件开发公司研发，其他程序都在它的支持下编写和运行。系统软件主要包括操作系统和实用系统软件。 （1）操作系统 概念：操作系统（Operating System，OS）是直接运行在裸机上的最基本的系统软件，是系统软件的核心，其他软件必须在操作系统的支持下才能运行。它控制和管理计算机系统内各种软、硬件资源，合理有效地组织计算机系统的工作。 DOS、Unix、Windows（95、98，2000、xp等） （2）实用系统软件 ①语言处理程序 概念：将非机器语言的程序通过解释或翻译成与其相对应的机器指令后，使其被计算机执行。 要点： ●计算机只能直接识别和执行机器语言程序。非机器语言的程序必须通过解释或翻译 成与其相对应的机器指令后，才能被计算机执行 ●一般将用高级语言或汇编语言编写的程序称为源程序，而将已翻译成机器语言的程 序称为目标程序，不同高级语言编写的程序必须通过相应的语言处理程序进行翻 译。 ●计算机将源程序翻译成机器指令时，通常有两种翻译方式：编译方式和解释方式， 具体如图1-7所示。
电子科技大学信息与软件工程学院学院标准实验报告 （实验）课程名称数字信号处理 电子科技大学教务处制表
电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名： 学 号： 指导教师： 实验地点： 实验时间：14-18 一、实验室名称：计算机学院机房 二、实验项目名称：fir 低通滤波器的设计 三、实验学时： 四、实验原理： 1. FIR 滤波器 FIR 滤波器是指在有限范围内系统的单位脉冲响应h[k]仅有非零值的滤波器。M 阶FIR 滤波器的系统函数H(z)为 ()[]M k k H z h k z -==∑ 其中H(z)是k z -的M 阶多项式，在有限的z 平面内H(z)有M 个零点，在z 平面原点z=0有M 个极点. FIR 滤波器的频率响应 ()j H e Ω 为 0 ()[]M j jk k H e h k e Ω -Ω ==∑ 它的另外一种表示方法为 () ()()j j j H e H e e φΩΩΩ=
其中 () j H e Ω和()φΩ分别为系统的幅度响应和相位响应。 若系统的相位响应()φΩ满足下面的条件 ()φαΩ=-Ω 即系统的群延迟是一个与Ω没有关系的常数α，称为系统H(z)具有严格线性相位。由于严格线性相位条件在数学层面上处理起来较为困难，因此在FIR 滤波器设计中一般使用广义线性相位。 如果一个离散系统的频率响应 ()j H e Ω 可以表示为 ()()()j j H e A e αβΩ-Ω+=Ω 其中α和β是与Ω无关联的常数，()A Ω是可正可负的实函数，则称系统是广义线性相位的。 如果M 阶FIR 滤波器的单位脉冲响应h[k]是实数，则可以证明系统是线性相位的充要条件为 [][]h k h M k =±- 当h[k]满足h[k]=h[M-k],称h[k]偶对称。当h[k]满足h[k]=-h[M-k],称h[k]奇对称。按阶数h[k]又可分为M 奇数和M 偶数，所以线性相位的FIR 滤波器可以有四种类型。 2. 窗函数法设计FIR 滤波器 窗函数设计法又称为傅里叶级数法。这种方法首先给出()j d H e Ω， ()j d H e Ω 表示要逼近的理想滤波器的频率响应，则由IDTFT 可得出滤波器的单位脉冲响应为 1 []()2j jk d d h k H e e d π π π ΩΩ-= Ω ? 由于是理想滤波器，故 []d h k 是无限长序列。但是我们所要设计的FIR 滤波 器，其h[k]是有限长的。为了能用FIR 滤波器近似理想滤波器，需将理想滤波器的无线长单位脉冲响应 []d h k 分别从左右进行截断。 当截断后的单位脉冲响应 []d h k 不是因果系统的时候，可将其右移从而获得因果的FIR 滤波器。
期末作业考核 《计算机应用基础》 满分 100分 一、判断对错(每小题1分，共10分) ( √ )1(冯.诺依曼提出的计算机体系结构奠定了现代计算机的结构理论基础。( × )2(DOS操作系统是一个单用户多任务操作系统。 ( √)3(没有装配软件系统的计算机不能做任何工作， 4没有实际的使用价值。( × )4(Windows中的记事本和写字板都不能插入图片。 ( × )5(Windows回收站中的文件不占有硬盘空间。 ( √ )6(在Word中可以实现文字环绕图片的效果。 ( × )7(在Excel中，选取连续单元格必须用ALT键配合。 ( × )8(在PowerPoint中，只有备注视图和母版视图状态可以对母版进行编辑和修改。 ( √ )9(用户可以对某张幻灯片的背景进行设置而不影响其它幻灯片。 ( √)10(文件型病毒传染的对象主要是.COM和.EXE类型的文件。 二、计算题(每小题8分，共16分) 1(设汉字点阵为32×32，那么100个汉字的字形码信息需占用多少字节, 解:32×32?8×100,12800 2(将二进制数100101转换对应的十进制数和对应的十六进制数。 解:1)二进制100101?十进制的过程 方法: 二进制:1 0 0 1 0 1
权值:5 4 3 2 1 0 幂的底数:2 2 从右往左方向计算: 1×2o+0×2?+1×2?+0×2?+0×2+1×2=1+4+32=37 所以二进制数100101=37D 2)二进制100101?十六进制的过程 方法:每4位一组，即得: 0010 8421=2 0101 8421=4+1=5 45 两边合并得25 所以二进制100101=25H 三、简答题(每小题8分，共40分) 1(计算机由哪五部分组成,请解释各部分的功能，并画出它们的工作原理图。 答:计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部分组成。运算器是执行算术运算和逻辑运算的功能部件。控制器是按照人们预先确定的操作步骤，控制计算机各部件步调一致的自动工作的功能部件。存储器是用来存储信息的功能部件。输入设备是用来接受用户输入的原始数据和程序，并把它们转变为计算机能识别的形式存放到内存中。输出设备是用于将存放在内存中由计算机处理的结果转 3 变为所接受的形式。
低通滤波器的设计 模拟滤波器在各种预处理电路中几乎是必不可少的，已成为生物医学仪器中的基本单元电路。有源滤波器实质上是有源选频电路，它的功能是允许指定频段的信号通过，而将其余频段上的信号加以抑制或使其急剧衰减。各种生物信号的低噪声放大，都是首先严格限定在所包含的频谱范围之内。 最常用的全极点滤波器有巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。就靠近ω=0处的幅频特性而言，巴特沃斯滤波器比切比雪夫滤波器平直，即在频率的低端巴特沃斯滤波器幅频特性更接近理想情况。但在接近截止频率和在阻带内，巴特沃斯滤波器则较切比雪夫滤波器差得多。本设计中要保证低频信号不被衰减，而对高频要求不高，因此选择了巴特沃斯滤波器。巴特沃思滤波电路(又叫最平幅度滤波电路)是最简单也是最常用的滤波电路，这种滤波电路对幅频响应的要求是：在小于截止频率ωc。的范围内，具有最平幅度响应，而在ω>ωc。后，幅频响应迅速下降。 因为本设计中要保证低频信号不被衰减，而对高频要求不高，所以选择 二阶滤波器即可。本系统采用二阶Butterworth低通滤波器，截止频率f H=100HZ，其电路原理图如1： 图1 低通滤波器图 根据matlab软件算得该设计适合二阶低通滤波器，FSF=628选Z=10000，则
Z R R FSF Z ?=?=的归一值的归一值 C C 3.2脉象信号的的前置放大 由于人体信号的频率和幅度都比较低，很容易受到空间电磁波以及人体其它生理信号的干扰，因此在对其进行变换、分析、存储、记录之前，应该进行一些预处理，以保证测量结果的准确性。因此需要对信号进行放大，“放大”在信号预处理中是第一位的。根据所测参数和所用传感器的不同，放大电路也不同。用于测量生物电位的放大器称为生物电放大器，生物电放大器比一般放大器有更严格的要求。 在本研究中放在传感器后面的电路就是前置放大电路，由于从传感器取得的信号很微弱，且混杂了一些其他的干扰信号。因此前置放大电路的主要功能是，滤除一些共模干扰信号，同时进行一定的放大。该电路由4部分构成：并联型双运放仪器放大器，阻容耦合电路，由集成仪用放大器构成的后继放大器和共模信号取样电路。并联型双运放仪器放大器的优点是不需要精密的匹配电阻，理论上它的共模抑制比为无穷大，且与其外围电阻的匹配程度无关。集成仪用放大器将由并联型双运放仪器放大器输出的双端差动信号转变为单端输出信号，并采用阻容耦合电路隔离直流信号，可以使集成仪用放大器取得较高的差模增益，从而得到很高的共模抑制比。共模取样驱动电路由两个等值电阻和一只由运放构成的跟随器构成，能够使共模信号不经阻容耦合电路的分压直接加在集成放大器的输入端，避免了由于阻容耦合电路的不匹配而降低电路整体的共模抑制比。此电路中也采用了右腿驱动电路来抑制位移电流的影响。前置放大电路参数选择：此部分总的增益取为1000，其中并联型双运放仪器放大器的增益为5,集成仪用放大器的增益为200。具体设计电路如图2所示
带通滤波电路设计一．设计要求 （1）信号通过频率范围 f 在100 Hz至10 kHz之间； （2）滤波电路在 1 kHz 电路的幅频衰减应当在 的幅频响应必须在± 1 kHz 时值的± 3 dB 1 dB 范围内，而在 范围内； 100 Hz至10 kHz滤波 （3）在10 Hz时幅频衰减应为26 dB ，而在100 kHz时幅频衰减应至少为16 dB 。 二．电路组成原理 由图（ 1）所示带通滤波电路的幅频响应与高通、低通滤波电路的幅频响应进行比较， 不难发现低通与高通滤波电路相串联如图（2），可以构成带通滤波电路，条件是低通滤波电路的截止角频率 W H大于高通电路的截止角频率 W L，两者覆盖的通带就提供了一个带通响应。 V I V O 低通高通 图（ 1） 1 W H低通截止角频率 R1C1 1 W L高通截止角频率 R2C2 必须满足W L │A│ O │A│ O │A│ O 低通 W w H 高通 W w L 带通 W W w L H 图（ 2） 三．电路方案的选择 参照教材 10.3.3 有源带通滤波电路的设计。这是一个通带频率范围为100HZ-10KHZ的带通滤波电路，在通带内我们设计为单位增益。根据题意，在频率低端f=10HZ 时，幅频响应至少衰减 26dB。在频率高端 f=100KHZ 时，幅频响应要求衰减不小于16dB。因此可以选择一个二阶高通滤波电路的截止频率fH=10KHZ,一个二阶低通滤波电路的fL=100HZ，有源器件仍选择运放 LF142，将这两个滤波电路串联如图所示，就构成了所要求的带通滤波电路。 由教材巴特沃斯低通、高通电路阶数n 与增益的关系知 A vf1 =1.586 ，因此，由两级串联的带通滤波电路的通带电压增益（Avf1 ） 2=（ 1.586 ）2=2.515, 由于所需要的通带增益为0dB, 因此在低通滤波器输入部分加了一个由电阻R1、 R2组成的分压器。 低通滤波器电路设计与实现 摘要 滤波器是一种二端口网络。它具有选择频率的特性，即可以让某些频率顺利通过，而对其它频率则加以阻拦。目前由于在雷达、微波、通讯等部门，多频率工作越来越普遍，对分隔频率的要求也相应提高，所以需用大量的滤波器。再则，微波固体器件的应用对滤波器的发展也有推动作用，像参数放大器、微波固体倍频器、微波固体混频器等一类器件都是多频率工作的，都需用相应的滤波器。低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路，它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。根据指标，本次设计选用有源二阶巴特沃斯低通滤波器可达到本次设计要求的指标，可调增益部分通过电压跟随器和反相放大器来实现可调增益。 关键词：低通滤波器，巴特沃斯滤波器，频率响应 Low-pass filter circuit design and Achieve Author: Shang Shiwei Tutor: Song Jiayou Abstract Filter is a kind of two-port network. It has the characteristics of frequency choice, that can make some frequency pass, but to other frequency is to stop, because now in radar, microwave, communication, and other departments, more work frequency is becoming more and more common, the requirements of the frequency of space also increase; So need a lot of filter. Moreover, the application of microwave solid device for the development of the filter can boost, as parameters amplifiers, microwave solid times frequency device, microwave solid mixers, kind of device is working frequency, need corresponding filter. Low pass filter is a through the low frequency signal and attenuation or inhibit the high frequency signal components. Ideal filter circuit frequency response in bandpass should have certain amplitude and linear phase shift, and in which the amplitude with inner resistance should be zero. Active filter is to point to by amplifying circuit and network structure of RC filter circuit, it is actually a particular frequency response of the amplifier. The order number of filter, the higher amplitude frequency characteristics of the attenuation rate faster, but RC network's day, more component parameters are calculated the more detailed, the more difficult the commissioning of the circuit. According to the index, the design choose active second order bart wo low-pass filter can achieve the design requirements of the index, adjustable gain through the voltage of follow and reversed-phase amplifier to achieve adjustable gain. Key words:Low-pass filter,Butterworth filter,Frequency response 计算机应用基础知识总结 第一章 1. 1946年第一台电子计算机ENIAC（埃尼阿克）在美国问世。 2. 计算机的时代划分：电子管计算机时代、晶体管计算机时代、集成电路 计算机时代和大规模集成电器计算机时代。 3. 计算机的主要应用：网络应用电子商务科学计算 4. CAD计算机辅助设计CAM计算机辅助制造CAT计算机辅助测试 CAI计算机辅助教学 5. 计算机的特点：运算速度快，、计算精度高，存储量大、记忆功能强，具 有逻辑判断能力、运算自动化。 6. 计算机系统有硬件系统和软件系统两大部分组成。 7. 硬件系统由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。 8. 控制器和运算器合成为中央处理器CPU CPU和内存又称为主机。 输入设备和输出设备又统称为外部设备。 9. 运算器的运算分为算术运算和逻辑运算。 10. 存储器按功能不同可分为内存储器和外存储器。 11. 内存储器又称为内存或主存，主要用来存放CPU工作时用到的程序和数据 及计算后得到的结果：CPU只能直接访问内存，外存中数据需要先调入内存再读取。 12. 随机存储器（RAM）允许用户随时进行数据读写的存储器，断电后数据全 部丢失。 13. 只读存储器（ROM）只允许用户读取数据，不能写入数据的存储器，断电后数据不丢失。 14. 外存储器主要用来存放需要长期保存的程序和数据。 15. 软磁盘又称软盘速度慢容量小；硬磁盘又称硬盘，寿命长、存储量大。 16. 速度、容量、价格：硬盘>光盘>软盘 17. 高速缓存 18. 计算机主要的输入设备有键盘和鼠标；主要的输出设备有显示屏和打印机。 19. 微机的总线根据功能不同可分为地址总线、数据总线和控制总线三类。 20. 软件是各种程序的总称，不同的功能的软件由不同的程序组成，这些程序 经常被存储在计算机的外存储器中，需要使用时装入内存使用。 21. 微机软件系统通常可以分为系统软件和应用软件2大类。 22. 系统软件是微机必备软件，它是操作使用计算机的基础。操作系统是最重 要的系统软件。 23. 应用软件是人们为了解决某种问题而专门设计的各种各样的软件。 24. 计算机操作系统有：DOS操作系统、Windows操作系统、Unix操作系统、 Linux操作系统。 25. 计算机性能指标：字长、速度、容量、带宽、版本和可靠性。 26. 计算机中的数据、信息都是以二进制形式编码表示的。 27. 二进制八进制十进制十六进制 28. 二进制的优越性：技术可行性、运算简单性、温和逻辑性。 1、低通滤波器（LPF） 低通滤波器是用来通过低频信号，衰减或抑制高频信号。 如图13－2（a）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。 图13－2（a）二阶低通滤波器电路图 图13－2（b）二阶低通滤波器电路仿真图 电路性能参数： 二阶低通滤波器的通带增益 截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。 2、高通滤波器（HPF） 与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。 只要将图13－2低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，如图13－3所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系，仿照LPH分析方法，不难求得HPF的幅频特性。 图13－3 二阶高通滤波器电路图 电路性能参数A uf、f0、Q各量的函义同二阶低通滤波器 3、带通滤波器（BPF） 图13-4 二阶带通滤波器 这种滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制。这种滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制。 典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而成。如图13－4所示。 电路性能参数： 通带增益中心频率 通带宽度选择性 的比例就可改变频宽而不影响中心频率。 此电路的优点是改变R f和R 4 4、带阻滤波器（BEF） 如图13－5所示，这种电路的性能和带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号不能通过（或受到很大衰减或抑制），而在其余频率范围，信号则能顺利通过。 F i l t e r S o l u t i o n s滤波器 设计教程 The latest revision on November 22, 2020 一、F i l t e r S o l u t i o n s滤波器设计软件中的英文注解 Lowpassnotchfilters:低通陷波滤波器 Order:阶 filtercircuits:滤波电路frequencyresponse:幅频响应Passband:通频带、传输带宽repeatedlycycle：重复周期maximumsignaltonoiseratio：最大信噪比 gainconstants：增益系数，放大常数 circuittopologies：电路拓扑结构gainshortfall：增益不足maximumoutput：最大输出功率laststage：末级precedingstage:前级 stagefilter：分级过滤器GainStage：增益级voltageamplitude：电压振幅Componentvalues:元件值maximumvalued:最大值minimumvalued:最小值standardvalue:标准值 resistors:电阻器 capacitors:电容器operationalamplifiers:运算放大器(OA) circuitboard:(实验用)电路板activefilters:有源滤波器supplycurrents:源电流powersupplies:电源bypassingcapacitors:旁路电容optimal:最佳的;最理想的GainBandwidth:带宽增益passivecomponent:无源元件activecomponent:有源元件overallspread:全局;总范围Componentcharacteristics:组件特性 Modification:修改;更改databook:数据手册 typicalvalues:标准值;典型值defaultvalues:省略补充programexecution:程序执行Resetbutton:复原按钮positivetemperaturecoefficient:正温度系数 variableresistors:可变电阻器cermetresistor:金属陶瓷电阻器outputresistance:输出电阻distortion:失真 singleamplifier:单级放大器voltagefollower:电压输出跟随器troubleshooting:发现并修理故障controlpanel,:控制面板 二、FilterSolutions滤波器设计的基本步骤 １、打开crack的软件后，根据滤波器的设计要求，在filtertype中选择滤波器的类型（Gaussian：高斯滤波器、Bessel：贝塞尔滤波器、butterworth：巴特沃斯；Chebyshev1切比雪夫1；Chebyshev2切比雪夫2；Hourglass：对三角滤波器、Elliptic：椭圆滤波器、Custom：自定义滤波器、RaisedCos：升余弦滤波器、Matche：匹配滤波器、Delay：延迟滤波器）； ２、在filterclass中选择滤波器的种类（低通、高通、带通、带阻）； ３、在filterAttributes中设置滤波器的阶数（Order）、通频带频率（Passband frequency）； ４、在Implementation中选择有源滤波器（active）、无源滤波器（passive）和数字滤波器（Digital）； RC低通滤波器 1、电路的组成 所谓的低通滤波器就是允许低频信号通过，而将高频信号衰减的电路，RC低通滤波器电路的组成如图3-17所示。 2、电压放大倍数 在电子技术中，将电路输出电压与输入电压的比定义为电路的电压放大倍数，或称为传递函数，用符号A u来表示，在这里A u为复数，即 令，则 （3-19） 的模和幅角为 （3-20） （3-21） 式3-19称为RC低通电路的频响特性，式3-20称为RC低通电路的幅频特性，式3-21称为RC低通电路的相频特性。在电子电路中，描述电路幅频特性和相频特性的单位通常用对数传输单位分贝。 3、对数传输单位分贝（dB）的定义 在电信号的传输过程中，为了估计线路对信号传输的有效性，经常要计算的值。式中的P0和P i 分别为线路输出端和输入端信号的功率。当多级线路相串联时，总的的值为： 对上式取对数可简化计算，利用对数来描述的，被定义为对数传输单位贝尔（B）。即 （3-22） 贝尔的单位太大了，在实际上通常用贝尔的十分之一为计量单位，称为分贝（dB）。即，1B=10dB。 因为，所以，对于等电阻的一段网络，贝尔也可用输出电压和输入电压的比来定义。即 （3-23） 当电压放大倍数用dB做单位来计量时，常称为增益。根据增益的概念，我们通常将对信号电压的放大作用是100倍的电路，说成电路的增益是40dB，电压放大作用是1000倍的电路，说成电路的增益是6 0dB，当输出电压小于输入电压时，电路增益的分贝数是负值。例-20dB说明输入信号被电路衰减了10倍。 4.低通滤波器的波特图 利用对数传输单位，可将低通滤波器的幅频特性写成 二阶低通滤波器部分 1、设计任务 信号放大后，需要进行滤波，滤除干扰，温度信号是一个缓慢变化的信号，在此需要设计出一个截止频率为10Hz 左右的低通放大器。因二阶低通滤波器的频率特性比一阶低通滤波器好，故决定采用由型号为OP07的运算放大器组成的二阶低通滤波器，OP07运放特点：OP07具有非常低的输入失调电压，所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施，具有低温度漂移特性。另外，需要求滤波电路的幅频特性在通带内有最大平坦度，要求品质因数Q=0.707. 2、电路元件参数计算和电路设计： 根据二阶低通滤波器的基础电路进行设计，如图3.1所示。 图3.1二阶低通滤波器的基础电路 该电路（1）、传输函数为：)()()(i o s V s V s A =2 F F )()-(31sCR sCR A A V V ++= （2）、通带增益 ：F 0V A A = （3）、截止频率：RC f c π21=其中RC 1c =ω称为特征角频率 （4）品质因数：O A Q -= 31， Q 是f=fc 时放大倍数与通带内放大倍数之比 注： 时，即当 3 03 F F <>-V V A A 滤波电路才能稳定工作。 由O A Q -=31=0.707得放大倍数586.1==O VF A A 一般来说，滤波器中电容容量要小于F μ，电阻器的阻值至少要Ωk 级。 由RC f c π21==10Hz,取C=0.5F μ，计算得R ≈31.8Ωk 又因为集成运放要求两个输入端的外接电阻对称，可得：R R R A VF 2//)1(11=- 求得：Ω=k R 1.1721 电路仿真与分析： （1）采用EDA 仿真软件multisim 13.0对有源二阶低通滤波器进行仿真分析、调试，从而对电路进行优化。Multisim 仿真电路图如图3.2所示 图3.2二阶低通滤波器仿真电路图 （2）通过仿真软件中的万用表验证电路是否符合要求： 设输入电压有效值为1V 当f=1Hz 时，输出如图3.3所示。 图3.3 由图可知，在通带内有增益585.1==VF O A A ,与理论值1.586相近 当Hz f f c 10==时，输出如图3.4所示。 滤波器设计步骤： 1、确定滤波器阶数n； 2、电路实现形式选择，传递函数的确定； 3、电路中元器件的选择，包括运算放大器的选择、阻容值设置等，最后形成电路原理图； 4、仿真结果（幅频特性图）及优化设计； 5、调试注意事项，确定影响滤波器参数实现的关键元件。 每一种电路按照以上步骤完成设计，本周内完成！ 1、有源低通滤波器f c =50kHz 一、最低阶数的选取 主要功能参数为： 1) 带内不平坦度α1=0.5dB 2) 阻带衰减α2≥40dB ，这里取45dB 3) 增益G=10 4) 通带范围50kHz 使用滤波器设计软件，计算得出：若选取巴特沃斯滤波器，最低阶数为n=9；若选取切比雪夫滤波器，得到同样满足要求的切比雪夫滤波器的最低阶数为n=6。由于高阶滤波器电路复杂，造价较高，所以在同样满足技术指标的情况下，选取滤波器的最低阶数，即n=6。 二、电路实现形式选择及传递函数的确定 实现切比雪夫低通滤波器的电路有许多种，这里选择无限增益多端反馈电路（MFB ），见图1。MFB 滤波器是一种常用的反相增益滤波器，它具有稳定好和输出阻抗低等优点。 图1 二阶MFB 低通滤波电路 图2滤波器的级联 如图2所示，电路由三个二阶MFB 低通滤波电路串联实现，在图1所示电路中，当f=0时，C 1和C 2均开路，所以M 点的电压为 1 21R R U U M -= M 点的电流方程 C I I I I ++=321 M I 2 I 3 I 1 I C V 2 V 1 N 4 2 3 22111sC U R U R U U R U U M M M M ++-=- (式1) 其中 M U R sC U 3 121-= (式2) 解式1和式2组成的联立方程，得到每个二阶MFB 低通滤波器的传递函数为 3 2212 321 3211 21 2 1111R R C C s R R R R R sC R R U U +???? ??+++- = 最后得出六阶切比雪夫低通滤波器的传递函数为 ? +???? ??+++- ? +???? ??+++-=6 5432 654 6534 5322123213211 21 4 11111111R R C C s R R R R R sC R R R R C C s R R R R R sC R R U U 9 8652 987 9857 8 1111R R C C s R R R R R sC R R +???? ??+++- 三、电路中元器件的选择 使用滤波器设计软件，计算得出每节电路的阻值容值，如图2所示。 图2 六阶切比雪夫低通滤波器 器件的选择： 选择运放时，应适应满足特定增益的要求和频率范围的运放。并且，为了达到最佳运用，还要考虑运放的上升速率。 第1章 计算机应用基础知识概述 第2讲 计算机应用基础知识概述(二) 教学目标及基本要求： 1、掌握计算机软件系统的构成，软件的概念、特点及分类 2、了解指令、语言、程序的概念。 3、掌握计算机的基本工作原理。教学重点： 软件的概念、特点，存储程序原理。教学难点： 存储程序原理。教学内容： 1、系统软件、应用软件 2、程序设计语言、计算机的指令、计算机的程序 3、计算机的工作原理、计算机的基本工作过程教学时间： 1学时 主要内容： 1.3.3 计算机软件系统的构成 软件：在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料，主要由程序和文档两部分组成。 1．系统软件 指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件。它是为整个计算机系统所配置的、不依赖于特定应用领域的通用性软件。它扩大了计算机的功能，提高了计算机的工作效率。系统软件是不可少，一般由生产厂家或专门的软件开发公司研发，其他程序都在它的支持下编写和运行。系统软件主要包括操作系统和实用系统软件。（1）操作系统 ? 概念：操作系统（Operating System ，OS ）是直接运行在裸机上的最基本的系统软件， 是系统软件的核心，其他软件必须在操作系统的支持下才能运行。它控制和管理计算机系统内各种软、硬件资源，合理有效地组织计算机系统的工作。 ? DOS 、Unix 、Windows （95、98，2000、xp 等） （2）实用系统软件 ① 语言处理程序 ? 概念：将非机器语言的程序通过解释或翻译成与其相对应的机器指令后，使其被计算机 执行。 ? 要点： ● 计算机只能直接识别和执行机器语言程序。非机器语言的程序必须通过解释或翻译 成与其相对应的机器指令后，才能被计算机执行 ● 一般将用高级语言或汇编语言编写的程序称为源程序，而将已翻译成机器语言的程 序称为目标程序，不同高级语言编写的程序必须通过相应的语言处理程序进行翻译。 ● 计算机将源程序翻译成机器指令时，通常有两种翻译方式：编译方式和解释方式， 具体如图1-7所示。 图1-7 计算机语言处理程序的翻译过程 ● 经编译方式编译的程序执行速度快、效率高。 ● 语言处理程序主要有：汇编程序、解释程序和编译程序。汇编程序用来处理汇编语 经典 无源低通滤波器的设计 团队：梦知队 团结奋进，求知创新，追求卓越，放飞梦想 队员： 日期：2010.12.10 目录 第一章一阶无源RC低通滤波电路的构建 (3) 1.1 理论分析 (3) 1.2 电路组成 (4) 1.3 一阶无源RC低通滤波电路性能测试 (5) 1.3.1 正弦信号源仿真与实测 (5) 1.3.2 三角信号源仿真与实测 (10) 1.3.3 方波信号源仿真与实测 (15) 第二章二阶无源LC低通滤波电路的构建 (21) 2.1理论分析 (21) 2.2 电路组成 (22) 2.3 二阶无源LC带通滤波电路性能测试 (23) 2.3.1 正弦信号源仿真与实测 (23) 2.3.2 三角信号源仿真与实测 (28) 2.3.3 方波信号源仿真与实测 (33) 第三章结论与误差分析 (39) 3.1 结论 (39) 3.2 误差分析 (40) 第一章一阶无源RC低通滤波电路的构建1.1理论分析 滤波器是频率选择电路，只允许输入信号中的某些频率成分通过，而阻止其他频率成分到达输出端。也就是所有的频率成分中，只是选中的部分经过滤波器到达输出端。 低通滤波器是允许输入信号中较低频率的分量通过而阻止较高频率的分量。 图1 RC低通滤波器基本原理图 当输入是直流时，输出电压等于输入电压，因为Xc无限大。当输入 频率增加时，Xc减小，也导致Vout逐渐减小，直到Xc=R。此时的频率为滤波器的特征频率fc。 解出，得： 在任何频率下，应用分压公式可得输出电压大小为： 因为在＝时，Xc=R，特征频率下的输出电压用分压公式可以表述为： 这些计算说明当Xc=R时，输出为输入的70.7%。按照定义，此时的频率称为特征频率。 1.2电路组成 计算机应用基础集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN] 期末作业考核 《计算机应用基础》 满分100分 一、判断对错（每小题1分，共10分） （√）1．冯.诺依曼提出的计算机体系结构奠定了现代计算机的结构理论基础。 （×）2．DOS操作系统是一个单用户多任务操作系统。 （√）3．没有装配软件系统的计算机不能做任何工作，没有实际的使用价值。 （×）4．Windows中的记事本和写字板都不能插入图片。 （×）5．Windows回收站中的文件不占有硬盘空间。 （√）6．在Word中可以实现文字环绕图片的效果。 （×）7．在Excel中，选取连续单元格必须用ALT键配合。 （×）8．在PowerPoint中，只有备注视图和母版视图状态可以对母版进行编辑和修改。 （×）9．用户可以对某张幻灯片的背景进行设置而不影响其它幻灯片。 （√）10．文件型病毒传染的对象主要是.COM和.EXE类型的文件。 二、计算题（每小题8分，共16分） 1．设汉字点阵为32×32，那么100个汉字的字形码信息需占用多少字节？ 2．将二进制数100101转换对应的十进制数和对应的十六进制数。 三、简答题（每小题8分，共40分） 1．计算机由哪五部分组成？请解释各部分的功能，并画出它们的工作原理图。 答：计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。运算器是执行算术运算和逻辑运算的功能部件。控制器是按照人们预先确定的操作步骤，控制计算机各部件步调一致的自动工作的功能部件。存储器是用来存储信息的功能部件。输入设备是用来接受用户输入的原始数据和程序，并把它们转变为计算机能识别的形式存放到内存中。输出设备是用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所接受的形式。 2．简述什么是裸机？ 答：把电脑的各个配件简单的组装了起来，而没有装上任何软件叫裸机 3．INTERNET提供的服务有哪些？ 答：INTERNET提供的服务功能有电子邮件（E-mail）、WWW(WorldWideWeb)、文件传输(FTP)、远程登录(TELNET)、菜单式检索器(Gopher)、查询(Archie)、 WIAS(WideAreaInformationService)、电子公告板（BBS）、电子论坛、名录服务等。 4．在Word中如何输入“二○一○年”的字样，有几种简便方法？ 5．低通滤波器电路设计与实现
计算机应用基础知识总结
低通滤波器设计整理
FilterSolutions滤波器设计教程
RC低通滤波器设计
简单二阶低通滤波器设计与仿真
滤波器设计步骤
计算机应用基础知识概述
绝对经典的低通滤波器设计报告
计算机应用基础完整版
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