产品介绍
电网中有大量整流、变流、变频装置等谐波源，其产生的高次谐波会严重危害主变及系统中其它电器设备的安全运行。滤波电抗器广泛用于高低压滤波柜中，与滤波电容器相串联，调谐至某一谐振频率，用来吸收电网中相应频率的谐波电流，电抗率有1%、5.67%、6%、12%、13%等，能消除3、5、7、11、13次及更高次谐波。滤波电抗器与电容器相串联后，不但能有效地吸收电网谐波，而且提高了系统的功率因数，对于系统的安全运行起到了较大的作用。其结构特点如下：
1.该滤波电抗器分为三相和单相两种，均为铁心干式。
2.铁芯采用优质低损耗冷轧硅钢片，芯柱由多个气隙分成均匀小段，气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，采用专用粘接剂粘接，以保证电抗气隙在运行过程中不发生变化。
3.线圈采用F级或H级扁铜线绕制，排列紧密且均匀。
4.电抗器的线圈和铁芯组装成一体后经过预烘→真空浸漆→热烘固化这一工艺流程，采用H级浸渍漆，使电抗器的线圈和铁芯牢固地结合在一起。
5.电抗器的夹件、紧固件等采用非磁性材料，确保电抗器具有较高的品质因数，确保具有较好的滤波效果。
6.外露部件均采取了防腐蚀处理。
◆执行标准
1. GB/T 10229-1988电抗器标准
2. JB5346-1998 串联电抗器标准
3. IEC 289：1987电抗器标准
◆匹配电容器容量：1kVAR~50000kVAR
◆绝缘等级：F级或H级
◆使用条件
a.海拔不超过2000m。
b.环境温度-25~+45℃，相对湿度不超过90%。
c.电源电压的波形近似于正弦波。
d.周围无有害气体，无易燃易爆物品。
e.周围环境应有良好的通风条件，如装在柜内，应加装通风设备。
◆型号说明
◆接线方式
◆电抗器参数及外形尺寸
滤波电抗器一般没有标准的规格，根据每次的滤波要求而专门设计的，下面仅以三相滤波电抗器为例，其典型参数及尺寸如下表：
5次滤波电抗器：
7次滤波电抗器：
11次滤波电抗器：
变频专用滤波器 输出正弦波滤波器系列 ◆ 产品及应用 ● 将变频器输出的PWM 波抓换为正弦波 ● 降低电机的涡流损耗以及电机噪声 ● 减少输出电缆上和电机中的脉冲电流，延长电机寿命 ● 可在变频器与电机间使用更长的电缆联线 ● 减小对外的辐射，在一定场合可以使用非屏蔽电缆，降低了对现场布线的要求 ME966系列 ◆ 技术参数 额定电压 440VAC （690V ；1140V ） 额定电流 5A~1000A 试验电压 线-线 3000VDC 60秒 基波频率 0-50Hz （~400Hz) 线-地 3000VDC 60秒 载波频率 3KHz-6KHz （2~16KHz ） 绝缘等级 H 海拨高度 ＜1000米 工作温度 -25℃~+85℃ 环境等级 IP00 产品型号 额定电流(A) 额定功率(KW) 外形尺寸(mm) 安装尺寸(mm) 结构号 ME966-2.5 3A 0.75 120*72*114 70*46 D1 ME966-4.5 5A 1.5 120*72*114 70*46 ME966-7.5 7.5A 2.2 120*90*124 70*46 ME966-8 8A 3 120*90*124 70*46 ME966-10 10A 4 120*90*124 70*46 ME966-15 15A 5.5 120*95*125 70*62 ME966-18 18A 7.5 130*100*140 75*70 ME966-24 24A 11 157*110*157 90*62 D2 ME966-38 38A 15 157*120*157 90*75 ME966-48 48A 22 205*118*160 110*75 ME966-65 65A 30 205*145*165 110*90 ME966-75 75A 37 205*145*165 110*90 ME966-90 90A 45 205*160*165 110*110 ME966-110 110A 55 205*175*165 110*110 ME966-150 150A 75 230*172*215 120*95 ME966-180 180A 90 280*175*220 150*95 ME966-230 230A 110 280*185*220 150*95 ME966-270 270A 132 280*217*220 150*110 ME966-330 330A 160 280*223*237 150*123 D3 ME966-420 420A 210 320*210*270 160*120 ME966-500 500A 260 320*235*295 160*135 ME966-630 630A 315 390*250*355 200*120 ME966-900 900A 400 390*270*370 200*140
滤波器的主要参数（Definitions）： 中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。 截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。 通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽。 插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。 纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。 带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。 带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1。对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv> 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波节处的电压幅值Vmin之比。 回波损耗（Return Loss）：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝（dB）数，也等于|20Log10ρ|，ρ为电压反射系数。输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大。 回波损耗，又称为反射损耗。是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。 从数学角度看，回波损耗为-10 lg [(反射功率)/(入射功率)]。 回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响。 阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标。该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好。通常有两种提法：一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB，计算方法为fs 处衰减量As-IL；另一种为提出表征滤波器幅频响应与理想矩形接近程度的指标——矩形系数（KxdB<1），KxdB=BWxdB/BW3dB，（X可为40dB、30dB、20dB等）。滤波器阶数越多矩形度越高——即K越接近理想值1，制作难度当然也就越大。 延迟（Td）：指信号通过滤波器所需要的时间，数值上为传输相位函数对角频率的导数，即
滤波器参数设计方案说明 一、设计指标 1、滤波器函数类型：巴特沃斯、契比雪夫 2、滤波器类型：低通、高通、带通 3、中心频率或截至频率范围：1Hz～140kHz 4、滤波器阶数：4阶 5、输入信号范围：最大幅值4Vpp，最小幅值mV级 6、输入信号：正弦波（0～40MHz）、方波（0～1MHz,默认占空比50%）两种，幅度可通过电位器调节 7、输出信号：两级程控放大（0～96dB），一级程控衰减（0～48dB） 二、设计中使用的公式及数据 表2.1 中心频率及Q值计算公式 ' C)C = Q 为各阶巴特沃斯和契 c B C 比雪夫对应的归一化系数； 为带通滤波器的中心频率，BW为带通滤波器的带宽，Q’为带（2） Ω0 通滤波器的品质因数。 表2.2 各阶滤波器二阶滤波器节B、C表 注：契比雪夫滤波器的各阶系数是在通带波纹为0.1dB下求得。
表2.3 4阶滤波器设计参数表（采用归一化频率） 注：（1）表中给出的巴特沃斯和契比雪夫滤波器系数均为4阶滤波器； （2）契比雪夫滤波器的通带波纹为0.1dB ，两种滤波器的带通模式下为'0/(Hz)5BP Q f BW ==时的参数，BW 为带通滤波器的带宽，Q ′为带通滤波器的品质因数。 三、低通滤波器设计 1、截止频率及Q 值计算 由文献《有源滤波器精确设计手册》可以查得四阶巴特沃斯和契比雪夫滤波器各二阶节的B 、C 值，见表2.2。根据表2.1，计算得到四阶巴特沃斯和契比雪夫滤波器各二阶滤波器节的Q 值，如表2.3，我们重新整理成表3.1。 表3.1 四阶低通滤波器各二阶滤波器节的Q 值和归一化频率 2、0/clk f f 、Ｑ和工作模式编程参数的确定 f clk /f 0编程参数的确定有两种方法：（1）固定f clk /f 0比值，即无需改变 频率比的N F 编程值，通过改变时钟频率f clk 对应改变中心频率（截止频率） f 0值。也即根据输入中心频率（截止频率）f 0计算得到时钟频率f clk 。（2）
产品介绍 电网中有大量整流、变流、变频装置等谐波源，其产生的高次谐波会严重危害主变及系统中其它电器设备的安全运行。滤波电抗器广泛用于高低压滤波柜中，与滤波电容器相串联，调谐至某一谐振频率，用来吸收电网中相应频率的谐波电流，电抗率有1%、5.67%、6%、12%、13%等，能消除3、5、7、11、13次及更高次谐波。滤波电抗器与电容器相串联后，不但能有效地吸收电网谐波，而且提高了系统的功率因数，对于系统的安全运行起到了较大的作用。其结构特点如下： 1.该滤波电抗器分为三相和单相两种，均为铁心干式。 2.铁芯采用优质低损耗冷轧硅钢片，芯柱由多个气隙分成均匀小段，气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，采用专用粘接剂粘接，以保证电抗气隙在运行过程中不发生变化。 3.线圈采用F级或H级扁铜线绕制，排列紧密且均匀。 4.电抗器的线圈和铁芯组装成一体后经过预烘→真空浸漆→热烘固化这一工艺流程，采用H级浸渍漆，使电抗器的线圈和铁芯牢固地结合在一起。 5.电抗器的夹件、紧固件等采用非磁性材料，确保电抗器具有较高的品质因数，确保具有较好的滤波效果。 6.外露部件均采取了防腐蚀处理。 ◆执行标准 1. GB/T 10229-1988电抗器标准 2. JB5346-1998 串联电抗器标准 3. IEC 289：1987电抗器标准 ◆匹配电容器容量：1kVAR~50000kVAR ◆绝缘等级：F级或H级 ◆使用条件 a.海拔不超过2000m。 b.环境温度-25~+45℃，相对湿度不超过90%。 c.电源电压的波形近似于正弦波。 d.周围无有害气体，无易燃易爆物品。 e.周围环境应有良好的通风条件，如装在柜内，应加装通风设备。 ◆型号说明 ◆接线方式
要准确计算正弦波逆变器LC 滤波器的参数确实是件繁琐的事，这里我介绍一套近似的 简便计算方法，在实际的检验中也证明是可行的。我的想法是SPWM 的滤波电感和正激类的开关电源的输出滤波电感类似，只是SPWM 的脉宽是变化的，滤波后的电压是正弦波不是直流电压。如果在半个正弦周期内我们按电感纹波电流最大的一点来计算我想是可行的。下面以输出1000W220V 正弦波逆变器为例进行LC 滤波器的参数的计算，先引入以下 几个物理量： Udc:输入逆变H 桥的电压，变化范围约为320V-420V; Uo:输出电压，0-311V 变化，有效值为220V; D:SPWM 载波的占空比，是按正弦规律不断变化的； fsw: SPWM 的开关频率，以20kHz 为例； Io:输出电流，电感的峰值电流约为1.4 Io； Ton：开关管的导通时间，实际是按正弦规律不断变化的； L: LC 滤波器所需的电感量； R:逆变器的负载电阻。 于是有： L=( Udc- Uo) Ton/(1.4 Io) （1） D= Uo/ Udc （2） Ton=D/ fsw= Uo/（Udc* fsw）( 3) Io=Uo/R (4) 综合(1),(3),(4)有： L=（Udc- Uo)* Uo/(1.4 Io* Udc* fsw)=R(1-Uo/Udc)/(1.4 fsw) 例如，一台输出功率1000W 的逆变器，假设最小负载为满载的15%则, R=220*220/(1000*15%)=323Ω 从L= R(1-Uo/Udc)/(1.4 fsw)可以看出，Uo=Udc 的瞬间L=0,不需要电感；Uo 越小需要 的L 越大我们可以折中取当Uo=0.5Udc 时的L=323*(1-0.5)/(1.4 *20000)=5.8 mH 这个值是按照输出15% Io 时电感电流依然连续计算的，所以比较大，可以根据逆变器 的最小负载修正，如最小负载是半载500W，L 只要1.7 mH 了。 确定了滤波电感我们就可以确定滤波电容 C 了，滤波电容C 的确定相对就比较容易， 基本就按滤波器的截止频率为基波的5-10 倍计算就可以了。其计算公式为 f =1/ 2π LC
正弦波滤波器的原理及应用 1. 引言 正弦波滤波器在电子学中扮演着重要的角色，用于对信号进行滤波处理。本文 将介绍正弦波滤波器的原理、构成和应用。 2. 正弦波滤波器的原理 正弦波滤波器是一种通过对输入信号进行频率选择性滤波的电路。其基本原理 是利用正弦波的周期性特性，选择特定的频率分量进行滤波，从而实现对信号频谱的调整。 3. 正弦波滤波器的构成 正弦波滤波器通常由以下组件构成： •输入端：接收待处理的信号； •增益控制器：用于调节输入信号的增益； •频率选择器：选择需要滤波的频率范围； •滤波电路：根据频率选择器的设置，滤除或放行特定频率范围的信号； •输出端：输出经过滤波处理后的信号。 4. 正弦波滤波器的应用 正弦波滤波器在许多领域得到广泛应用，以下是几个常见的应用场景： 4.1 通信系统 在通信系统中，正弦波滤波器常用于频率选择性滤波。例如，语音通信中的滤 波器可以选择滤除或放行特定频率范围的噪声，从而提高通信质量。 4.2 音频系统 在音频系统中，正弦波滤波器可用于音频信号的音色调整。不同频率的正弦波 可以通过滤波器的调节来强调或削弱，从而改变音频的音色特性。 4.3 音乐合成 正弦波滤波器在音乐合成中广泛应用。通过选择不同的频率分量和调节滤波器 参数，可以合成各种乐器的音色。
4.4 无线电技术 在无线电技术中，正弦波滤波器用于解调调制信号、滤除噪声和选择特定频率的信号。 4.5 信号处理 在数字信号处理领域，正弦波滤波器被广泛用于实现信号的频率域分析和滤波处理，如傅里叶变换。 5. 总结 正弦波滤波器是一种通过对输入信号进行频率选择性滤波的电路。本文介绍了正弦波滤波器的原理和构成，并探讨了其在通信系统、音频系统、音乐合成、无线电技术和信号处理等领域的应用。正弦波滤波器的应用延伸到多个领域，对于信号处理和调整具有重要意义。
正弦波滤波器的原理及应用 正弦波滤波器是一种常用的电子滤波器，用于滤除输入信号中的高频 成分，只保留其基频正弦波成分。它的原理是基于信号的频率特性，通过 调整电路参数或设计滤波算法，使得高频成分相对于基频成分被削弱或抑制。正弦波滤波器适用于多种应用场景，如音频和通信信号处理、传感器 信号处理、噪声去除等。 在模拟滤波器中，常用的正弦波滤波器有低通滤波器和带通滤波器。 低通滤波器通过将高频成分滤除，只保留低频成分，常用于去除噪声和混 响等。带通滤波器则可选择特定的频率范围，在此范围内保留正弦波成分，可应用于音频和通信信号处理中。模拟滤波器的工作原理基于电路的频率 响应，通过在电阻、电容、电感等元件上添加不同的元件，实现对特定频 率成分的处理。 数字滤波器是通过数学运算实现的，它将输入信号转换为数字形式， 然后在数字域中对其进行滤波处理。数字滤波器可分为FIR滤波器和IIR 滤波器。FIR滤波器通过对输入信号的线性加权平均来实现滤波效果。 IIR滤波器则基于反馈环路来实现滤波效果。数字滤波器可以通过算法的 改变来调整滤波特性，对于宽带滤波和窄带滤波具有更大的灵活性。 正弦波滤波器在实际应用中具有广泛的用途。在音频处理中，正弦波 滤波器可以用于音乐合成、音效处理以及音频增强等。在通信应用中，正 弦波滤波器用于调制解调器、解码器的设计中，可以提高通信质量和减少 误码率。在传感器信号处理中，正弦波滤波器可以滤除噪声和杂波信号， 提取出有用的信号信息。此外，正弦波滤波器还可以应用于噪声去除、图 像处理、生物信号处理等领域。
总之，正弦波滤波器是一种常用的电子滤波器，可以通过模拟滤波器或数字滤波器来实现对输入信号的频谱处理。正弦波滤波器在音频与通信信号处理、传感器信号处理、噪声去除等领域有广泛的应用。
正弦波滤波器的原理及应用 变频器使用过程中受输出PWM 电压波形、IGBT 特性及电缆长度等相关因素的影响，对电动机绝缘会造成一定程度的损伤，使用正弦波滤波器可以有效地解决这一问题。本文详细介绍了正弦波滤波器的工作原理并给出了应用案例。 作为三相异步电动机的调速方案，变频器除了具有卓越的调速性能之外，还能有效地节能降损， 提高生产率和产品质量，已经成为现代工业生产中不可或缺的设备。 变频器带来种种利益的同时也产生了很多问题，其中最明显的就是损伤所驱动的电动机，包括电动机绝缘的频繁击穿和损害电动机轴承，这些都是由变频器工作过程中需要将直流电压转变成PWM 电压导致的。本文将针对这些问题作出详细分析并给出有效解决方案。 变频器损伤电动机绝缘的原因变频器对电动机绝缘的损伤主要是由于变频器在电动机端产生过高的电压所致。变频器输出的驱动电压波形为 PWM 电压波形，该波形经过电缆传输后容易产生过冲电压，通常电缆越长产生的过冲电压越大，电缆足够长时过冲电压甚至达到输出PWM 电压的2 倍以上，过冲电压加在电动机的定子线圈上，对线圈造成电压冲击，频繁的过电压冲击 会对电动机绕组的绝缘产生不良影响甚至会损坏电动机绕组绝缘。除此之外，变频器输出 PWM 脉冲上升沿时间长短、载波频率高低均会对过冲电压产生影响，从而影响电动机绝缘的寿命。 正弦波滤波器原理及设计 导致电动机绝缘损坏的根本原因是 PWM 电压波形在电动机端产生的过冲电压，因此很容易想到如果将变频器输出端的 PWM 波形转变成驱动电动机的理想波形——正弦波，就可以解决问题了。正弦波滤波器的作用就是将PWM 波形转变成正弦波，电缆上传输的是正弦波，和传统的电动机工作方式一样，无论电缆多长，都不会产生过冲电压。 1. 正弦波滤波器原理 如图1 所示正弦波滤波器由串联电抗L 和并联电容 C 构成。
正弦波滤波器的设计与性能优化研究引言 正弦波滤波器是一种用于从信号中提取特定频率正弦波成分的滤波器。在许多工程应用中，需要从复杂的信号中分离出某个特定频率的正弦波，正弦波滤波器就成为了必不可少的工具。本文将对正弦波滤波器的设计原理和性能优化进行研究，并探讨一些常见的优化方法。 一、正弦波滤波器的设计原理 正弦波滤波器的设计原理基于频域分析的思想，通过对信号进行频谱分析，找出目标频率对应的谱线，进而设计出适合的滤波器来滤掉其他频率的成分。在设计滤波器时，通常会考虑滤波器的陡峭度、带宽和抑制系数等性能指标。 二、滤波器类型及性能对比 常见的正弦波滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。这些滤波器类型的设计原理和性能都有所不同，选择适合的滤波器类型对于滤波器的性能优化至关重要。 低通滤波器能够将信号中高于某个截止频率的成分滤除，保留低于该频率的成分。高通滤波器则相反，能够将信号中低于某个截止频率的成分滤除，保留高于该频率的成分。带通滤波器则能够将处于某个频带范围内的成分滤除，而保留其他频率范围的成分。带阻滤波器则相反，能够将某个频带范围内的成分保留，而滤除其他频率范围的成分。 不同类型的滤波器在性能上也有所差异。例如，低通滤波器通常具有较好的抑制能力，能够滤除高频干扰；而高通滤波器对于低频干扰的滤除效果更好。视具体的应用场景和需求，选择不同类型的滤波器进行设计和优化，能够使滤波器在特定频率范围内的性能得到最大化。
三、性能优化方法 1. 窗函数法 窗函数法是一种常用的正弦波滤波器性能优化方法。通过选取合适的窗函数，可以使滤波器在时域和频域的性能都得到改善。常见的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗等。不同的窗函数对于滤波器的性能有着不同的影响，选择合适的窗函数需要综合考虑不同的性能指标。 2. 滤波器拆分法 滤波器拆分法是一种通过将滤波器拆分成多个子滤波器并进行级联的方法，用于提高滤波器的性能。拆分后的子滤波器可以分别处理不同频率范围的成分，从而使整个滤波器的性能得到改善。在滤波器拆分法中，需要考虑滤波器的级联顺序和滤波器的串并联方式等因素。 3. 双线性变换法 双线性变换法是一种常见的正弦波滤波器设计方法，通过对滤波器的频率响应进行变换，使得滤波器在有限的频域范围内成为理想滤波器。这种方法可以有效地改善滤波器的频率响应，并提高其滤波效果。双线性变换法在正弦波滤波器的设计中得到了广泛的应用。 四、性能评估指标 对于正弦波滤波器的性能评估，常用的指标有幅频响应曲线、相频响应曲线、群延迟等。幅频响应曲线可以用来评估滤波器的衰减能力和通带增益；相频响应曲线则可描述滤波器对不同频率的相位变化；群延迟则是评估滤波器在不同频率下的相位延迟。这些指标可以帮助我们全面了解滤波器的性能，并进行性能优化。 总结
滤波器主要参数与特性指标滤波器的主要参数(Definitions ): 中心频率(Center Frequency ):滤波器通带的频率f0，一般取f0= (f1+f2 ) /2 , fl、f2 为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。 截止频率(Cutoff Frequency ):指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。 通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。 通带带宽(BWxdB：指需要通过的频谱宽度， BWxdB(f2-f1 )。fl、f2为以中心频率f0处插入损耗
为基准，下降X(dB)处对应的左、右边频点。通常用X=3 1、0.5 即BW3dB BW1dB BW0.5dB表征滤波器通带带宽参数。分数带宽 (fractional bandwidth ) =BW3dB/f0x 100[%],也常用来表征滤波器通带带宽。 插入损耗（Insertion Loss ）:由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。 纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。 带内波动（Passband Riplpe）:通带内插入损耗随频率的变化量。idB带宽内的带内波动是1dB。 带内驻波比（VSWR衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1 1，失配时VSWR<1对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv> 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相
了解滤波器的参数和性能指标滤波器是信号处理等领域中常用的工具，用于对信号进行滤波和处理。了解滤波器的参数和性能指标对于正确选择和设计滤波器至关重要。在本文中，我们将介绍滤波器的常见参数和性能指标，帮助读者更好地理解滤波器的工作原理和应用。 一、滤波器的参数和性能指标 1. 截止频率（Cutoff Frequency） 截止频率是指滤波器对于信号进行截断的频率。在低通滤波器中，截止频率是指滤波器开始滤除高频成分的频率。在高通滤波器中，截止频率是指滤波器开始滤除低频成分的频率。 2. 通带增益（Passband Gain） 通带增益是指滤波器在通过信号时的放大或衰减程度。对于不同类型的滤波器，通带增益可以是一个固定值（如衰减滤波器）或一个可调节的参数（如主动滤波器）。 3. 带宽（Bandwidth） 带宽是指滤波器能够通过信号的频率范围。在低通滤波器中，带宽通常是指从截止频率到无穷大的频率范围。在高通滤波器中，带宽通常是指从零频率到截止频率的频率范围。 4. 滚降（Roll-off）
滚降是指滤波器在截止频率附近频率响应的变化率。对于陡降滤波器，滚降较大，频率响应在截止频率附近迅速下降。对于渐变滤波器，滚降较小，频率响应在截止频率附近缓慢下降。 5. 相移（Phase Shift） 相移是指滤波器引入到信号中的时间延迟。相移可以对信号的相位 和时间关系产生影响，特别是对于需要准确时间同步的应用（如音频 和视频）。 6. 结构（Structure） 结构是指滤波器的实现方式，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器 和椭圆滤波器等。每种结构都有其优点和缺点，需要根据应用需求选 择合适的结构。 二、滤波器的应用 滤波器在各个领域都有广泛的应用。以下是一些常见的滤波器应用 示例： 1. 通信系统中的滤波器 通信系统中常用的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波 器和带阻滤波器等。这些滤波器用于信号调制、解调、频谱整形等任务。 2. 音频和音视频处理中的滤波器
基本概念： 滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称之为信号。因为自变量时间‘是连续取值的，所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模拟信号 (Analog Signal)。随着数字式电子计算机(一般简称计算机)技术的产生和飞速发展，为了便于计算机对信号进行处理，产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。 也就是说，可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息，波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化，自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播，靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变，甚至是在相当多的情况下，这种畸变还很严重，以至于信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。 响应类型 巴特沃斯（最平坦响应） 巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。该响应非常平坦，接近DC信号，然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB，最终逼近-20ndB/decade的衰减率，其中n为滤波器的阶数。巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用，其对于维护增益的平坦性来说非常重要。 贝塞尔 除了会改变依赖于频率的输入信号的幅度外，滤波器还会为其引入了一个延迟。延迟使得基于频率的相移产生非正弦信号失真。就像巴特沃斯响应利用通带最大化了幅度的平坦度一样，贝塞尔响应最小化了通带的相位非线性。 切贝雪夫
滤波器的主要参数（Definitions）：之阳早格格创做 核心频次（Center Frequency）：滤波器通戴的频次f0，普 遍与f0=（f1+f2）/2，f1、f2为戴通或者戴阻滤波器左、左 相对付下落1dB或者3dB边频面.窄戴滤波器常以插益最小 面为核心频次估计通戴戴宽. 停止频次（Cutoff Frequency）：指矮通滤波器的通戴左边 频面及下通滤波器的通戴左边频面.常常以1dB或者3dB相 对付耗费面去尺度定义.相对付耗费的参照基准为：矮通以DC处插益为基准，下通则以已出现寄死阻戴的脚够下通戴频次处插益为基准. 通戴戴宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB= （f2-f1）.f1、f2为以核心频次f0处拔出耗费为基准，下落X（dB）处对付应的左、左边频面.通时常使用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通戴戴宽参数.分数戴宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也时常使用去表征滤波器通戴戴宽. 拔出耗费（Insertion Loss）：由于滤波器的引进对付电路中 本有旗号戴去的衰耗，以核心或者停止频次处耗费表征， 如央供齐戴内插益需强调. 纹波（Ripple）：指1dB或者3dB戴宽（停止频次）范畴 内，插益随频次正在耗费均值直线前提上动摇的峰-峰值.
戴内动摇（Passband Riplpe）：通戴内拔出耗费随频次的变更量.1dB戴宽内的戴内动摇是1dB. 戴内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通戴内旗号是可优良匹配传输的一项要害指标.理念匹配VSWR=1：1，得配时VSWR<1.对付于一个本量的滤波器而止，谦脚VSWR<1 BWdBBWdBdiv> 正在进射波战反射波相位相共的场合，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，产死波背；正在进射波战反射波相位差异的场合电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，产死波节.其余各面的振幅值则介于波背与波节之间.那种合成波称为止驻波.驻波比是驻波波背处的电压幅值Vmax与波节处的电压幅值Vmin之比. 回波耗费（Return Loss）：端心旗号输进功率与反射功率之比的分贝（dB）数，也等于|20Log10ρ|，ρ为电压反射系数.输进功率被端心局部吸支时回波耗费为无贫大. 回波耗费，又称为反射耗费.是电缆链路由于阻抗不匹配所爆收的反射，是一对付线自己的反射. 从数教角度瞅，回波耗费为-10 lg [(反射功率)/(进射功率)].回波耗费愈大愈好，以缩小反射光对付光源战系统的效率.阻戴压造度：衡量滤波器采用本能是非的要害指标.该指标越下证明对付戴中搞扰旗号压造的越好.常常有二种提法：一种为央供对付某一给定戴中频次fs压造几dB，估计要领
滤波器设计中的滤波器参数和滤波器系数的 计算 在信号处理中，滤波器的设计起着至关重要的作用。滤波器可以帮 助我们去除信号中的噪声，并突出所需的频率成分。滤波器的设计通 常涉及到计算滤波器参数和滤波器系数的过程。本文将介绍滤波器设 计中的滤波器参数和滤波器系数的计算方法。 一. 滤波器参数的计算 在开始计算滤波器参数之前，我们首先需要确定滤波器的类型和规格。常见的滤波器类型有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带 阻滤波器等。每种滤波器类型都有其特定的参数，如截止频率、通带 衰减、阻带衰减等。 1. 截止频率 截止频率是指滤波器对信号进行截断的频率。对于低通滤波器来说，截止频率是指滤波器能够传递的最高频率；对于高通滤波器来说，截 止频率是指滤波器所能通过的最低频率。带通滤波器和带阻滤波器则 有两个截止频率。 截止频率的计算通常涉及到滤波器的阶数和滤波器类型。具体的计 算方法可参考相关的滤波器设计工具或算法。 2. 通带衰减和阻带衰减
通带衰减是指滤波器在通带内对信号的衰减程度，通常以分贝（dB）为单位表示。阻带衰减是指滤波器在阻带内对信号的抑制程度。 通带衰减和阻带衰减通常与滤波器的设计规格和要求有关。一般来说，通带衰减越小，阻带衰减越大，滤波器的设计难度也就越大。通 过合理的滤波器设计算法，可以计算得到满足特定通带和阻带要求的 滤波器参数。 二. 滤波器系数的计算 滤波器系数是滤波器的输出值与输入值之间的系数关系。根据滤波 器的类型和设计方法的不同，滤波器系数的计算方式也各异。下面介 绍两种常见的滤波器系数计算方法：FIR滤波器和IIR滤波器。 1. FIR滤波器 FIR（Finite Impulse Response）滤波器的特点是冲激响应为有限序列。FIR滤波器系数的计算通常基于窗函数法、最小二乘法或均匀频率抽取法等。 窗函数法是一种常见的FIR滤波器设计方法。它通过在频域上将理 想滤波器与窗函数进行卷积，从而实现对滤波器系数的计算。常见的 窗函数包括矩形窗、汉宁窗、海明窗等。具体的计算步骤可参考相关 的滤波器设计工具或算法。 2. IIR滤波器 IIR（Infinite Impulse Response）滤波器的特点是冲激响应为无限序列。IIR滤波器系数的计算通常基于巴特沃斯、切比雪夫等滤波器原型。
滤波器参数计算 滤波器参数计算涉及到滤波器类型、截止频率、增益、阻抗、带宽等多个因素，具体计算方法因滤波器类型不同而异。 低通滤波器参数计算： 截止频率fc: fc = 1 / (2πRC) 增益A: A = 1+R2/R1 阻抗Z: Z = R1 + (R2 C) 带宽B: B = fc/Q，其中Q为品质因数，Q = 1/ (2sinα)，α为通带中心频率的半个通带宽度的弧度表示 高通滤波器参数计算： 截止频率fc: fc = 1 / (2πRC) 增益A: A = R2/R1 阻抗Z: Z = R1 (R2 + C)
带宽B: B = fc/Q，其中Q为品质因数，Q = 1/ (2sinα)，α为通带中心频率的半个通带宽度的弧度表示 带通滤波器参数计算： 截止频率fc: fc = 1 / (2π√(R1R2C1C2)/((C1+C2)R1R2)) 带宽B: B = (fc2 −fc1)/fcm，其中fc1、fc2为下限频率、上限频率；fc=m为中心频率，即(fc2+fc1)/2 增益A: A = R2/R1，其中R1为系列电阻，R2=C2/((C1+C2)R1) 阻抗Z: Z = R1 (R2 + (1/jωC1)) (1/jωC2) 陷波滤波器参数计算： 通带频率f0: f0=1/(2π√(C1C2R1R2)) 品质因数Q: Q = 2πf0R1C2 陷波频率fB: fB=1/(2π√(C1/C2))
增益A: A = C2/C1，其中C1为并联电容，C2为串联电容，R1、R2相等 阻抗Z: Z = R1 (ZC1 + ZC2)，其中ZC1=(1/jωC1), ZC2=(1/jωC2)。 注意：以上计算仅适用于理想情况，实际电路中考虑误差等因素需要根据实际情况进行调整。
成绩 信息与通信工程学院实验报告 （软件仿真性实验） 课程名称：通信系统仿真技术 实验题目：滤波器使用及参数设计指导教师：李海真 班级：15050243 学号：21 学生姓名：窦妍博 一、实验目的 1、学习使用SystemView中的线性系统图符； 2、掌握典型FIR 滤波器参数和模拟滤波器参数的设置过程； 3、按滤波要求对典型滤波器进行参数设计。 二、实验任务 1、学会使用不同方式完成Z域系统传输函数的设计； 2、建立FIR高通、带通、带阻滤波器仿真系统和模拟高通、带通、带阻滤波器仿真系统。 三、实验内容（具体内容参照实验指导） 1、典型滤波器滤波性能演示仿真系统设计练习；
2、Z域系统传输函数的设计； 3、滤波器进行信号的分离，通过选择滤波器的种类，设置合适的带宽。 四、实验操作 1、用Systemview软件建立仿真系统 图1.1.1模拟滤波器系统仿真
图1.1.2FIR滤波器系统仿真 2、整个系统的各元件图符名称及参数设置 表1.1 系统中各元件图符名称及参数设置 元件图符名称参数设置元件图符名称参数设置元件图符名称参数设置 正弦信号源图 符幅度为1V 频率为 30Hz 正弦信号源图 符 幅度为1V 频率为 1000Hz 正弦信号源图 符 幅度为1V 频率为 2000Hz 接收图符接收类型 为“Real Time”
3、系统主要参数的设定 系统采样频率设置为10000Hz，采样点数设置为4096；正弦信号源幅度为1V，频率为10Hz 。 （一）FIR滤波器 低通滤波器通带内增益设为0dB，通带转折频率设为0.195（系统采样率为10000Hz，相对倍数0.002 倍即20Hz），截止频率设为0.18，截止带内增益设为－70dB。带内纹波0.1dB，最大叠代次数默认25。采用系统自动优化抽头数，选择自动优化“Enable”按钮 图1.2低通滤波器主要参数设定