第三章 滤波器
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第三章 自适应数字滤波器3.1 引言滤波器的设计都是符合准则的最佳滤波器。
维纳滤波器参数固定,适用于平稳随机信号的最佳滤波;自适应滤波器参数可以自动地按照某种准则调整到最佳。
本章主要涉及自适应横向滤波器.....、自适应格型滤波器........、最小二乘自适应滤波器..........。
3.2 自适应横向滤波器自适应...线性组合....器.和自适应....FIR ...滤波器...是自适应信号......处理的基础.....。
3.2.1 自适应线性组合器和自适应FIR 滤波器自适应滤波器的矩阵表示式 滤波器输出:()()()1N m y n w m x n m -==-∑n 用j 表示,自适应滤波器的矩阵形式为T T j jj y ==X W W X 式中1212,,,,,,,TTN N w w w x x x ⎡⎤⎡⎤==⎣⎦⎣⎦W X误差信号表示为T T j j j j jj j e d y d d =-=-=-X W W X 与维纳滤波相同,先考虑最小均方误差准则:()2222T T j j j j dx xx E e E d y E e ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-=-+⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦R W W R W2j E e ⎡⎤⎣⎦称为性能函数....,将其对每个权系数求微分,形成一个与权系数相同的列向量: 2221222,,,Tj j jj xx dx N E e E e E e w w w ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤∂∂∂⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥∇==-∂∂∂⎢⎥⎣⎦R W R令梯度为零,可得最佳权系数此时最小均方误差为:22*min T j j dx E e E d ⎡⎤⎡⎤=-⎣⎦⎣⎦W R 要求2minj Ee ⎡⎤⎣⎦和最佳权系数*W ,先求自相关矩阵xx R 和互相关矩阵dx R 。
3.2.2 性能函数表示式及几何意义3.2.3 最陡下降法3.2.1给出了要求2minj Ee ⎡⎤⎣⎦和最佳权系数*W 的理论求解方法,但实际很难应用。
模拟电子技术电子教案第一章:模拟电子技术基础1.1 模拟电子技术的概念与发展1.2 模拟电子电路的组成与特点1.3 模拟电子技术的基本定律与分析方法第二章:放大器电路2.1 放大器的作用与分类2.2 放大器的性能指标2.3 放大器的基本电路分析2.4 常用放大器电路实例第三章:滤波器电路3.1 滤波器的作用与分类3.2 滤波器的性能指标3.3 滤波器的基本电路分析3.4 常用滤波器电路实例第四章:振荡器电路4.1 振荡器的作用与分类4.2 振荡器的性能指标4.3 振荡器的基本电路分析4.4 常用振荡器电路实例第五章:模拟电子技术的应用5.1 模拟电子技术在通信领域的应用5.3 模拟电子技术在视频设备中的应用5.4 模拟电子技术在其他领域的应用第六章:模拟集成电路6.1 集成电路概述6.2 模拟集成电路的类型与特点6.3 集成电路的封装与测试6.4 常用模拟集成电路介绍第七章:模拟信号处理7.1 信号处理的基本概念7.2 模拟信号处理技术7.3 信号处理电路实例7.4 信号处理在实际应用中的案例分析第八章:模拟电路设计方法与实践8.1 模拟电路设计的基本原则8.2 电路设计的一般步骤8.3 电路仿真与实验8.4 电路设计实例分析第九章:模拟电子技术在现代科技中的应用9.1 模拟电子技术在生物医学领域的应用9.2 模拟电子技术在工业控制领域的应用9.3 模拟电子技术在新能源领域的应用第十章:模拟电子技术的未来发展趋势10.1 模拟电子技术的发展历程10.2 当前模拟电子技术面临的挑战10.3 模拟电子技术的未来发展趋势10.4 我国在模拟电子技术领域的发展现状与展望重点和难点解析教案中的重点环节包括:1. 模拟电子技术的概念与发展:了解模拟电子技术的基本定义和发展历程,理解模拟电子技术与数字电子技术的区别。
2. 放大器电路的分析:掌握放大器的作用、性能指标和基本电路分析方法,了解不同类型的放大器电路及其应用。
(科信学院)信息与电气工程学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书(2012/2013学年第二学期)题目: ____低通滤波器设计____ _____ _____ _专业班级:通信工程学生姓名:学号:指导教师:设计周数:2周2013年7月5日题目: ____低通滤波器设计____ _____ _____ _ (1)第一章、电源的设计 (2)1.1实验原理: (2)1.1.1设计原理连接图: (2)1. 2电路图 (5)第二章、振荡器的设计 (7)2.1 实验原理 (7)2.1.1 (7)2.1.2定性分析 (7)2.1.3定量分析 (8)2.2电路参数确定 (10)2.2.1确定R、C值 (10)2.2.2 电路图 (10)第三章、低通滤波器的设计 (12)3.1芯片介绍 (12)3.2巴特沃斯滤波器简介 (13)3.2.1滤波器简介 (13)3.2.2巴特沃斯滤波器的产生 (13)3.2.3常用滤波器的性能指标 (14)3.2.4实际滤波器的频率特性 (15)3.3设计方案 (17)3.3.1系统方案框图 (17)3.3.2元件参数选择 (18)3.4结果分析 (20)3.5误差分析 (23)第四章、课设总结 (24)第一章、电源的设计1.1实验原理:1.1.1设计原理连接图:整体电路由以下四部分构成:电源变压器:将交流电网电压U1变为合适的交流电压U2。
整流电路:将交流电压U2变为脉动的直流电压U3。
滤波电路:将脉动直流电压U3转变为平滑的直流电压U4。
稳压电路:当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Uo的稳定。
1)变压器变压220V交流电端子连一个降压变压器,把220V家用电压值降到9V左右。
2)整流电路桥式整流电路巧妙的利用了二极管的单向导电性,将四个二极管分为两组,根据变压器次级电压的极性分别导通。
见变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连,负极性端与负载的电阻的下端相连,使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。
目录前言第一章二阶带通滤波器的设计要求 (4)1.1简介 (4)1.2设计任务及要求 (4)第二章系统组成及工作原理 (4)2.1 二阶有源低通滤波器 (4)2.2二阶有源高通滤波器 (7)2.3设计方案 (8)2.3 元件参数选取 (9)2.4二阶带通滤波器设计元件清单 (10)第三章二阶带通滤波器的仿真 (10)3.1 二阶有源带通滤波器仿真电路图 (10)3.2仿真结果及分析 (11)3.3设计总结及心得 (13)参考文献前言近几年,随着冶金、化工、纺织机构等工业使用的各种非线性用电设备,而产生的大量的高次谐波,已导致电网上网正常波形发生严重畸变,影响到供电系统的电能质量和用户用电设备的安全经济运行。
随着生产技术方式的变化,生产力确实得到较大提高,可同时也受到方方面面的限制。
如当人们做出了具体的制度设计需要付诸实践进行试验,试验过程中不可避免地会受到一些偶然随即因素的干扰,为评价新方案的效果,需排除这些随即因素的影响,即,需要一个滤波器。
经滤波以后,对新方案的效果进行检验。
说到滤波器,可分为两种:有源和无源。
有源滤波自身就是谐波源。
其依靠电力电子装置,在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等,相位相反的谐波向量,这样可以抵消掉系统谐波,使其成为正弦波形。
有源滤波除了滤除谐波外,同时还可以动态补偿无功功率。
一般无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻(调谐滤波)状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路。
这样谐波电流就不会流入系统。
无源滤波的优点为运行稳定,技术相对成熟,容量大。
缺点为谐波滤除率一般只有80%,对基波的无功补偿也是一定的。
我们通过自身的所学知识设计了这个二阶低通滤波器,并尽可能的调试,希望能得到较好的滤波效果。
第一章二阶带通滤波器的设计要求1.1简介带通滤波器是指能通过某一频率范围的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带阻滤波器的概念相对。
一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路。
论文第三章LMS和RLS自适应滤波器的仿真实现与比较自适应滤波器是一种能够根据输入信号的特性自动调整其滤波器性能的滤波器。
LMS(最小均方)和RLS(递归最小二乘)是两种常用的自适应滤波器算法。
本文将对这两种算法进行仿真实现,并对其性能进行比较。
首先,我们实现了LMS自适应滤波器的仿真。
LMS自适应滤波器通过不断调整滤波器系数来最小化预测误差的均方误差。
在仿真中,我们生成了一个包含噪声的信号作为输入信号,并设置了一个期望的滤波器响应。
然后,我们使用LMS算法来自适应调整滤波器的系数,使其逼近期望的响应。
最后,我们比较了实际和期望的滤波器响应,并计算了均方误差。
接下来,我们实现了RLS自适应滤波器的仿真。
RLS自适应滤波器使用递归最小二乘算法来调整滤波器的系数。
在仿真中,我们同样生成了一个包含噪声的输入信号,并设置一个期望的滤波器响应。
然后,我们使用RLS算法来递归地更新滤波器的系数,使其逼近期望的响应。
最后,我们比较了实际和期望的滤波器响应,并计算了均方误差。
在比较LMS和RLS自适应滤波器的性能时,我们主要关注以下几个方面:收敛速度、稳定性和计算复杂度。
收敛速度是指自适应滤波器达到期望的响应所需要的时间。
稳定性是指自适应滤波器在逼近期望的响应时是否会出现不稳定的情况。
计算复杂度是指实现自适应滤波器算法所需要的计算量。
根据我们的仿真结果,我们可以得出以下结论:LMS自适应滤波器的收敛速度较快,但在达到期望的响应后可能会出现振荡的情况,所以在实际应用中需要设置合适的步长参数来平衡收敛速度和稳定性。
RLS自适应滤波器的收敛速度较慢,但在达到期望的响应后相对稳定,不容易出现振荡的情况。
然而,RLS算法的计算复杂度较高,需要大量的计算资源。
总的来说,LMS和RLS自适应滤波器都有各自的优势和劣势。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求来选择合适的自适应滤波器算法。
如果追求较快的收敛速度和较低的计算复杂度,可以选择LMS算法;如果追求较稳定的滤波器性能并且有充足的计算资源,可以选择RLS算法。
rc低通滤波器单位冲激响应RC低通滤波器(RC Low-pass Filter)是一种常用于信号处理和电子电路设计中的滤波器。
本文将详细介绍RC低通滤波器的基本原理、传输函数、频率响应和单位冲激响应等内容。
希望本文可以对读者理解RC低通滤波器的工作原理和应用提供帮助。
第一章:引言1.1 背景介绍1.2 目的和意义第二章:RC电路的基本原理2.1 电容器的基本特性2.2 电阻器的基本特性2.3 RC电路的基本特性第三章:RC低通滤波器的原理3.1 RC低通滤波器的定义3.2 滤波器的传递函数3.3 RC低通滤波器的传递函数3.4 RC低通滤波器的频率响应特性3.4.1 截止频率和滚降频率3.4.2 增益特性3.4.3 极性瞬变响应第四章:RC低通滤波器的设计4.1 设计参数的选择4.2 截止频率的计算方法4.3 RC元件的选择4.4 频率响应和零极点分析4.5 实用建议和设计示例第五章:RC低通滤波器的性能分析5.1 幅频响应和相频响应的计算5.2 幅频响应和相频响应的图形表示5.3 频率选择特性和群延迟5.4 相位延迟和群延迟的分析第六章:单位冲激响应6.1 单位冲激响应的定义和性质6.2 RC低通滤波器的单位冲激响应的计算方法6.3 单位冲激响应和频率响应之间的关系6.4 单位冲激响应的图形表示和分析第七章:实验验证与应用7.1 实验室验证7.2 应用实例7.3 RC低通滤波器的优缺点7.4 RC低通滤波器的应用领域和未来发展第八章:总结和展望8.1 总结8.2 展望本文首先介绍了RC电路的基本原理,然后详细讲解了RC低通滤波器的原理,包括传递函数、频率响应和单位冲激响应等方面。
接着,本文详细阐述了RC低通滤波器的设计方法和性能分析。
最后,通过实验验证和应用实例,讨论了RC低通滤波器的实际应用和发展前景。
希望本文对读者理解RC低通滤波器的工作原理、设计方法和应用提供了全面和详细的介绍。
滤波器原理及应用在电子学和通信领域中,滤波器是一种能够选择特定频率信号并抑制其他频率信号的电路组件。
它在各种电子设备中扮演着至关重要的角色,例如在音频设备、射频通信、无线电等领域的应用中都需要滤波器来确保信号质量和频谱高效利用。
本文将介绍滤波器的基本原理和常见应用。
滤波器的原理滤波器主要依靠其电路设计对特定频率范围的信号进行放大或衰减,从而实现对信号的频率选择性处理。
根据频率选择性能力不同,滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。
•低通滤波器:只允许低于一定频率的信号通过,而抑制高于该频率的信号。
•高通滤波器:只允许高于一定频率的信号通过,而抑制低于该频率的信号。
•带通滤波器:只允许在一定频率范围内的信号通过,而抑制其他频率的信号。
•带阻滤波器:只允许除一定频率范围内的信号通过外,抑制其他频率的信号。
在滤波器的设计中,根据滤波器的截止频率、通带波纹、衰减量等指标要求,可以选择不同的滤波器电路结构和元件参数。
常用的滤波器元件包括电容、电感、电阻等,它们可以组合成各种滤波器电路,如RC滤波器、LC滤波器、RLC滤波器等。
滤波器的应用滤波器在各种电子设备和通信系统中有着广泛的应用,其中一些常见的应用包括:1. 音频设备在音频系统中,滤波器用于音频信号的处理和增强,例如在扬声器中使用低通滤波器去除高频噪声,在麦克风中使用高通滤波器去除低频噪声,以提高音频设备的音质和清晰度。
2. 通信系统在无线通信系统中,滤波器用于频率选择和信号处理,以确保传输信号的质量和可靠性。
例如,在基站中使用带通滤波器选择特定频段的信号,同时抑制其他频段的干扰信号,以保证通信系统的正常运行。
3. 无线电在无线电接收机中,滤波器通过滤除不必要的频率信号,提高接收机对特定信号的接收灵敏度和选择性。
不同类型的滤波器可以应用于调频接收、调幅接收等不同的无线电接收系统中。
4. 信号处理在信号处理系统中,滤波器常用于滤除噪声、分离信号、提取特定频率成分等应用。
光学滤波器的设计与制备第一章:引言在光学领域,滤波器是一种常见的光学元件,可以用于改变光波的波长、强度、偏振方向等特性,在光学成像、光纤通信、激光系统等领域有广泛的应用。
本文将就光学滤波器的设计与制备进行探讨。
第二章:光学滤波器的基本原理光学滤波器是通过选择性地透过或折射光线,从而达到滤波的效果。
光学滤波器的基本原理是产生了光学薄膜干涉现象,利用薄膜在不同位置的反射和透射作用,将特定波长的光线从光谱中分离提取,而不同波长的光则被滤掉。
第三章:光学滤波器的设计光学滤波器的设计关键在于薄膜的制备和选择。
首先,设计者需要分析所需要过滤的波长范围,确定光学滤波器的结构和材料参数。
然后,选择合适的光学材料进行薄膜制备,一般使用的材料有SiO2、TiO2、Al2O3等。
最后,对薄膜进行测试和反馈修正,确保光学滤波器的性能符合要求。
第四章:光学滤波器的制备光学滤波器的制备主要是通过物理气相沉积和分子束外延等技术。
在物理气相沉积中,将需要使用的光学材料在高真空下加热,形成蒸汽并沉积在基片上,形成所需要的光学薄膜。
在分子束外延中,将所需要使用的材料进行分子束照射,通过原子重组形成光学薄膜。
在制备过程中,需要时刻注意气压、温度和时间等参数的调节,以确保薄膜的质量和性能。
第五章:光学滤波器的应用光学滤波器的应用非常广泛,主要分为以下几个领域:1. 光学成像:可以用于增强图像的对比度、分辨率和饱和度等性能,以达到更好的成像效果。
2. 光纤通信:可以用于选择性地过滤特定波长的光信号,增强光信号的传输质量和稳定性。
3. 激光系统:可以用于选择性地过滤特定波长的激光光束,以达到所需要的激光波长和性能要求。
第六章:结论光学滤波器是一种非常重要的光学元件,可以用于改变光波的特性,从而达到特定的应用目的。
光学滤波器的设计和制备需要考虑多个因素,包括波长范围、材料参数、薄膜制备工艺等。
通过科学的设计和制备,可以制备出性能稳定、可靠的光学滤波器,以满足各种应用需求。
微波谐振器微波定向耦合器 功率分配器微波滤波器3微波功率分配器¾在微波电路与系统中,通常需要把功率按一定比例分成两路在微波电路与系统中通常需要把功率按定比例分成两路或多路。
例如,天线阵列、多路放大器等。
需要用功率分配器反过来就是功率合成器器。
反过来就是功率合成器。
¾微波功率分配器是一个三端口器件。
(2)功分器(1)(3)¾需求:端口2、3的输出功率比可为任意指定值;¾各端口完全匹配,无反射;¾端口2与3相互隔离。
功率分配器的技术指标¾频率范围一分二:3dB ¾承受功率¾分配损耗理想状态下一分四:6dB ¾插入损耗out P i d A A A =−i j ¾隔离度¾10lg inj P A =驻波比T分支及其等效电路T分支的分析考虑并联T分支般情况下在T分支的接头不连续处存在¾考虑并联T分支。
一般情况下,在T分支的接头不连续处存在边缘场和高阶模,形成了能量储存,可以用集总电纳B来等效。
的输入线匹配应有¾为了使功分器与特性阻抗为Z 0的输入线匹配,应有111Y jB =++=120in j Z Z Z ¾选择输出线特性阻抗Z 1和Z 2,可以提供不同功率分配比例。
¾保证输入端口匹配并不难,但难以保证两个输出端口隔离,而且不可能每个端口都实现匹配而且不可能每个端口都实现匹配。
(无耗三端口网络不可能完全匹配)如果包含有耗元件三端口功分器就可以实现完全匹配¾如果包含有耗元件,三端口功分器就可以实现完全匹配,但不一定能保证两个输出端口隔离。
三端口的电阻功分器Wilkinson功率分配器¾T分支上加隔离电阻形成的。
可以进行任何比例的功率分配。
信号从端口1输入时,功¾信号从端口1输入时功率从端口2和端口3输出,只要设计得当,输出可按只要设计得当,输出可按一定比例分配,并保持电压同相,电阻R上无电流,不吸收功率。
第三章
二、谐波的危害ü
四、特征谐波分析的假设条件
五、谐波分析方法
3.2
3.2.1 换流器
二、换流变网侧电流特征谐波()
三、电源侧电流特征谐波()
电源侧电流特征谐波()
电源侧电流特征谐波()
电源侧电流特征谐波的特性()
电源侧电流特征谐波的特性()0=
电源侧电流特征谐波的特性()
3.2.2
单桥整流电压中的特征谐波
整流电压平均值
32
单桥整流电压中的特征谐波
空载时,第h 次谐波电压有效值
ü2d h h
U
空载时,第h 次谐波电压相位
二、
ü
整流电压平均值
单桥整流电压的特征谐波ü第h次谐波电压有效值
第h次谐波电压相位
整流电压平均值
2cos()
d h h h
U h t ×
222
2cos sin U h
2212
122cos(2)
2
C C C C +
单桥整流电压中特征谐波的特性
工程中直流侧电压谐波分析方法:
3.3
非特征谐波产生的原因
HVDC
u p61
e ca
u
e ca p62
双桥换流变网侧电流波形
p61e
u p61
e ca。
滤波器工作原理滤波器是一种能够将信号中特定频率成分通过而抑制其他频率成分的电路或设备。
在电子电路和通信系统中,滤波器扮演着至关重要的角色,它可以帮助我们实现信号的处理、分析和传输。
本文将介绍滤波器的工作原理,包括滤波器的分类、工作原理和应用。
首先,我们来看一下滤波器的分类。
根据频率特性的不同,滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种基本类型。
低通滤波器可以通过低频信号而抑制高频信号,高通滤波器则相反,可以通过高频信号而抑制低频信号。
带通滤波器可以通过某一频率范围内的信号而抑制其他频率范围的信号,带阻滤波器则相反,可以抑制某一频率范围内的信号。
除了这四种基本类型外,还有衍生出来的各种复合类型滤波器,如陷波滤波器、全通滤波器等。
接下来,让我们来了解一下滤波器的工作原理。
滤波器的工作原理基于信号的频率特性和电路的响应特性。
以低通滤波器为例,当输入信号经过滤波器时,滤波器会根据其频率特性,通过低频信号而抑制高频信号。
这是通过滤波器内部的电路结构和元件特性来实现的,比如电容、电感、电阻等。
通过合理设计电路结构和选择合适的元件参数,可以实现不同类型的滤波器,从而满足不同的应用需求。
滤波器在电子电路和通信系统中有着广泛的应用。
在无线通信系统中,滤波器可以用来滤除不同频段的信号,以便实现频谱的分配和复用。
在音频处理系统中,滤波器可以用来调节音频信号的音色和音质。
在生物医学领域,滤波器可以用来处理生物信号,如心电图、脑电图等。
在工业控制系统中,滤波器可以用来抑制噪声干扰,提高系统的稳定性和可靠性。
总之,滤波器作为一种重要的电子电路和通信设备,其工作原理涉及到信号处理、电路设计和应用技术等多个方面。
通过对滤波器的分类和工作原理的了解,可以更好地应用滤波器来解决实际问题,提高系统的性能和可靠性。
希望本文能够帮助读者对滤波器有一个更清晰的认识,促进滤波器技术的发展和应用。
第三章1. 周期信号满足()()f t f t =-时,其傅里叶级数展开式的结构特点是( ) A .不含正弦项 B .不含余弦项 C .只有直流分量 D .正弦余弦项都有2. 信号(100)Sa t 的奈奎斯特间隔为( )。
A 、50πB 、100πC 、100πD 、50π3.若)(2)(0ωωδω-=F ,则)(t f 为( )A .01e j t ωπ-B .01e j t ωπC .2D .02ej tω4.一个理想低通滤波器的幅度特性可以表示为( )A BCD5. 若[()]()f t F ω=F ,则信号)2(t tf 的傅里叶变换为( )A .ωωd dF j)2(21 B .ωωd dF j )2( C .ωωd dF j )(21 D .ωωd dF j )2(21 6. 信号)50()100(t Sa t Sa +的奈奎斯特间隔为( )。
A 、50πB 、100πC 、100πD 、50π7. 周期信号满足()()f t f t -=-时,其傅里叶级数展开式的结构特点是( )A .不含正弦项B .不含余弦项C .只有直流分量D .正弦余弦项都有8.一个理想滤波器的幅度特性与相移特性如图2所示,此滤波器为 滤波器A 、高通B 、带通C 、低通D 、带阻图29. 若信号()f t 是时间受限信号,它集中在mm t t -+的时间范围内,若在频率中以的频率间隔对()f t 的频谱()F ω进行抽样,则抽样后的频谱()1F ω可以唯一地表示原信号。
A . 不大于12mt B .不小于mπω C .不小于12m tD .不大于mπω 10. 已知()1e j at u t a ω-⎡⎤=⎣⎦+F,则()()e atf t t u t -=的傅立叶变换为A .()2j j a ω+B .()21j a ω+ C .()21j a ω-+ D .()2j j a ω-+ 11.()t δ的频谱为( )A .离散谱B .均匀谱C .有限谱D .非均匀谱12.周期奇函数的傅里叶级数中,只可能含有( ) A .直流项和正弦项 B .正弦项 C .直流项和余弦项 D .余弦项 13.若信号()f t 的带宽为20 KHz ,则信号(2)f t 的带宽为( )A .40 KHzB .30 KHzC .20 KHzD .10 KHz 14.一个频率受限的信号()f t ,频谱只占据m m ωω-+,若信号()f t 可以用等间隔的抽样值 唯一地表示,抽样间隔必须 。