ADSL滤波器
ADSL滤波器，又名ADSL语音分离器（ADSL Splitter/ADSL FILTER），应用于xDSL（xDSL 是各种DSL的统称，即数字用户线路，是以传统电话铜线为传输介质的传输技术，其中x
代表不同种类的DSL技术，包括
ADSL，ADSL++、HDSL、VDSL等）
的宽带通信中。我们常说的滤波器（分
离器）是指ADSL（Asymmetrical Digital
Subscriber Line非对称用户线路）滤波
器（分离器），即基于传统语音电话线
路上共线传输宽带数字信号的语音分
离器（即ADSL over POTS
Splitter/Fliter），现在ADSL已升级到新
版本更高速率的ADSL++和VDSL
（V ery High Speed Digital Subscriber
Line甚高速数字用户线）。ADSL
滤波器（ADSL FILTER/SPLITTER）将
线路上的低频音频信号（300～
3400Hz）和传输数据的高频数字调制信号（20KHz～4.4MHz/12MHz）有效分离，然后将音频信号送入PSTN（Public Switched Telephone Network）实现了利用利用再利用，接入在已有的铜线上展现出前所未有的活力。随着ADSL技术的应用，ADSL语音分离器相伴而生，分离器也伴同DSL接入技术经历着低速到高速的演进和发展
ADSL滤波器主要指标：
随着DSL技术在全球的普及和推广，语音分离器也得到了广泛的应用。按照全球的分离器标准来分，有ETSI(European Telecommunications Standards Institute欧洲电信标准协会)、ANSI(American National Standards Institute美国国家标准协会)、BT(British Telecom英国电信)、ITU-T G.992（国际电联G.992系列）和中国MII(Ministry of Industry and Information Technology of the People’s Republic of China中国工业和信息化部)等。按照分离器应用分主要有ADSL over POTS、ADSL over ISDN和VDSL over POTS、VDSL over ISDN等。现有语音分离器都是由电感、电容和电阻被动器件构成的多阶滤波器电路，其主要指标有POTS插入损耗、POTS回波损耗、群延时、纵向平衡、频带衰减、DSL频带插入损耗等。插入损耗（Insertion loss)反映语音分离器的低通滤波和高通滤波分别在各自的通带内信号衰减程度，决定了分离器对通过信号的影响程度，损耗越小则通过信号衰减越小。回波损耗（Return loss)反映出分离器各个端口对接口阻抗的匹配程度，匹配程度越好反射损耗越小，源信号绝大部分得以被传递到负载。群延时(Group delay distortion)是指由于分离器的LC滤波电路导致传输的语音信号产生延时。延时越小越好。纵向平衡(Unbalance
about earth)是指分离器会因为T ip和Ring线路上的不对称性导致分离器对差分信号产生一定的影响，影响信号传输的完整性。纵向平衡度越大越好。频带衰减（Attenuation)反映分离器在分离低频语音信号和高频数字信号时，对两种信号的隔离程度。频带隔离越大越好。由于分离器分离低频语音信号到电话机或传真机，这些设备是远程供电，所以分离器必须在指定的馈电流下不至产品特性下降。国标ADSL分离器馈电流能力上限为100mA，欧标分离器为80mA的上限的馈电流。
使用说明
LINE接电话进线，MODEM接ADSL MODEM，PHONE接电话机。
ADSL滤波器参数
operation temperature:-15～85℃
Unbalance about Earth ≥46dB range 50 Hz -4 kHz
≥40dB range 4 kHz - 30 kHz
≥40dB range 4 kHz–30 kHz
≥35dB range 1,104 MHz 30 MHz
DC insulation resistance between A-wire and
B-wire
> 5MΩ
DC series resistance RDC ≤ 50 Ω
POTS pass band Insertion Loss 1KHz < 1.0dB
POTS pass band Insertion Loss distortion 200Hz-4KHz < ±1.0dB relative 1KHz POTS pass band Return Loss 300Hz-3400Hz > 12.0dB
3400Hz-4000Hz > 8.0dB
Ringing voltage loss at 50 Hz ≤ 2 Vrms
VDSL2 band isolation between DSL and POTS (ETSI impedances) 32kHz –200kHz ≥ (30dB-55dB) * 200kHz – 30MHz ≥ 55dB
滤波器定义 Attenuation（衰减）信号在通过耗散网络或其他媒体时所导致的电压损耗（以 dB 为单位）。 Band Reject Filter（频带抑制滤波器）滤波器，其对一个频带的频率进行抑制而让较高或较低的频率通过。有时也称作带阻滤波器。 （带宽）带通滤波器的通带宽度是较低和较高转角频率之间的频差，诸如3 dB 点。Bandpass Filters（带通滤波器）滤波器，其让一个频带的频率通过而对较高和较低的频率进行抑制。 Bessel Function（贝塞尔函数）数学函数，用于在根本不考虑幅度响应的情况下在滤波器中产生最恒定的时间延迟。该函数十分接近于高斯函数。 Butterworth Function（巴特沃斯函数）数学函数，用于在根本不考虑时间延迟或相位响应的情况下在滤波器中产生最恒定的幅度响应。 Center Frequency（中心频率）(?0) 在标准带通滤波器中，中心频率是通过集合或算术方法计算出来的。 几何方法 算术方法 Characteristic Impedance（特征阻抗）滤波器的特征阻抗通常被认为是等于 L/C，其中L 是以亨利 (henry) 为单位的全系列电感应，而 C 是以法拉 (farad) 为单位的总旁路电容。特征阻抗是以欧姆 (ohm) 为量度的。
Chebyshev Function（切比雪夫函数）数学函数，用于生成在特定范围波动的曲线（见ripple/波纹）。这用于生成比巴特沃斯函数更接近矩形的幅度响应，但想要的相位和时间延迟特征较少。有一整套的切比雪夫函数（0.1 波纹、0.5 波纹，等等）。 Cut-Off Frequency（截止频率）( fc ) 低通滤波器中的上通带边缘或者高通滤波器中的下通带边缘。最靠近阻带的通带边缘，有时称作 3 dB 点。 Decibel（分贝）(dB) 增益或衰减单位，用于表示两个电压之比。用于描述电压增益、电压损耗、性能指数或任何可以作为两个电压之比来考虑的数值。以分贝定义为 20 Log (E1/E2)，其中 E1 和 E2 是两个电压，诸如输入和输出电压，或者峰值电压和平均电压，等等。 Dissipation（耗散）滤波器中由于电阻或磁芯损耗等而发生的能量损耗。 Distortion（失真）通常是指信号遭到修改从而产生不想要的末端效应。这些修改可以是与相位、幅度和延时等有关的。正弦波失真通常定义为正弦基波成分被去除后所剩余的信号功率的百分比。 Elliptic Function（椭圆函数）一个数学函数，用于借助若干个电路元件产生最接近矩形的相位滤波器相应。椭圆函数在通带和阻带两者中都有一个切比雪夫响应。椭圆函数滤波器的相位响应和瞬态响应要比任何传统的传递函数要差。 Envelope Delay（包络延迟）调相信号在通过滤波器时，其包络的传播时间延迟。有时也称作时间延迟或群延时。包络延迟与移相响应与频率曲线之比成比例。包络延迟失真是当延时在通带区域中所有频率处并不都恒定时发生的。 Filter Q（滤波器 Q）带通和频带抑制滤波器的一个重要参数:
电路设计：超宽带EMI滤波器的设计 文章介绍超宽带EMI滤波器的设计思路，该滤波器的滤波频率可以达到40GHz甚至更高，在频率低端采用LC反射式滤波原理，在频率高端采用高性能吸波材料的吸收式滤波原理。由于引入吸波材料，大于10GHz频段的滤波器仍然可以保证100dB 以上的插入损耗，克服了传统LC滤波器在频率高端由于电路分布参数的影响导致滤波性能下降甚至完全失效的弊端。1．引言近十几年来，作为微波实验基础设施的屏蔽室，其应用的频率范围不断扩展，频率高端已由1GHz增加到18GHz，甚至40GHz，预计未来的趋势还会增加到60GHz，甚至100GHz。为保证屏蔽室在整个适用频段范围的屏蔽效能，即不因电源线或信号线的引入而使干扰信号也被引入或引出屏蔽室，这就要求屏蔽室的电源滤波器和信号滤波器在同样的频段范围具有规定的插入损耗。文中介绍的超宽带电磁干扰EMI滤波器在频率高端的处理方法是利用电介质或磁介质的电损耗或磁损耗将高频干扰信号转变成热量，从而实现滤波的效果。我们在滤波器中填充的电磁介质对于低频电磁波的吸收作用较弱，不会造成有用信号的大幅度衰减。2．超宽带EMI滤波器的设计思路超宽带EMI滤波器在频率低端采用LC反射式滤波原理，在频率高端采用高性能吸波材料的吸收式滤波原理。滤波器设计过程中，先根据需求方提供的通带截止频率、阻带插入损耗和额定电流以及漏电流的规定对滤波器的低频端进行计算机建模，这样就可以得到所需电感和电容的数目以及相应的元件值，进而画出相应的电路图。由于EMI滤波器只需满足要求的截止频率和插入损耗，没有特别的频率响应限制，因而低频端建模采用的是电路简单并且元器件较少的切比雪夫滤波响应，可减小滤波器的体积和重量。低频端仅能解决100MHz以下的频段，100MHz以上的频段由于电路中导线的分布电感和电感线圈的分布电容等分布参数的影响导致LC滤波电路性能下降甚至完全失效。高频端的处理方法是加工一段空心同轴线，在同轴线的内外导体之间填充磁损耗和电损耗很高的吸波材料，将高频干扰信号在传播路径中衰减掉。同轴线内外导体之间填充的电介质或磁介质，如铁氧体、导电碳黑等多为导体，会导致同轴线内外导体短路，为此需要在内外导体之间增加一层绝缘层。低频端的LC滤波电路在100MHz以下的频段具有较好的插入损耗性能，但是由于
微波仿真论坛_现代滤波器设计讲座-超宽带
超带宽（UWB ：ultra wild band）的定义：（浅谈超宽带技术在未来的应用——谢晓峰） 超宽带滤波器主要是针对相对带宽，其主要方式利用冲击脉冲的频谱特性来实现宽带信息的传播。从定义上讲，FCC对超宽带系统的最新定义是：相对带宽（在-10dB点处）（fh-fl）/fc>20%(fh，fl，fc分别为带宽的高端频率传，低端频率和中心频率)或者总带宽BW>500Mhz。
(摘自百度文库ppt) 超宽带微波滤波器研究现状 ——戚楠，李胜先 1989年，美国国防部首先提出了超宽带（UWB）技术并对它做了定义：发射信号的相对带宽为0.2，或者传输信号的绝对带宽至少为500 MHz，则该信号为超宽带信号。自2002年美国联邦通信委员会（FCC）批准无需许可证便可以使用3.1~10.6 GHz的超宽带通信频谱后，超宽带技术受到了学术界和工业界的极大关注。超宽带技术具有低功耗、高速率、保密性强等特点，早期主要应用于军事通信、军事脉冲雷达等方面[1]，近年来在民用雷达、成像、室内短距离通信、监视系统等领域也有广泛应用，欧盟、日本、新加坡等国也制定了各自的超宽带技术标准。在宇航方向，NASA约翰逊空间中心开展了超宽带综合通信、月球/火星漫游者系列超宽带定位系统、UWB?RFID等技术的研究，取得了很多成果[2]。目前对星载微波与激光链路混合通信系统的研究使微波光子技术在未来卫星通信中呈现出很大的优势与潜力，而光波段广阔的频谱几乎没有带
宽限制，不仅可提供THz大容量通信，而且电磁干扰小，重量轻，是超宽带概念的扩展，有着良好的发展前景[3]。 1 超宽带微波滤波器关键问题 和传统滤波器一样，超宽带滤波器用来去除带外信号及噪声，在某些UWB 系统接收端承担着天线与放大器之间的匹配作用。由于UWB系统的脉冲信号产生和消失时间非常短暂，一个符合FCC规范的超宽带滤波器必须要在110%的带宽内具有较小并平坦的群时延特性和较远的寄生通带。因为频带低端大部分已被其他通信系统占用，所以滤波器同时要对频带低端有良好的抑制。有一些超宽带滤波器还要考虑通带内其他通信系统，如GPS，3G，4G，X波段卫星通信的干扰。另外为了适应微波集成电路小型化的要求，滤波器要体积小， 结构紧凑，便于集成与互联。这些都对超宽带滤波器的设计与实现提出了很大的挑战。 超宽带(UWB)无线电技术在 2002 年以后得到了广泛的关注和深入的研究，其中 UWB 带通滤波器是 UWB 系统中关键的无源器件。UWB 带通滤波器的通带必须覆盖 3.1~10.6GHz，这是美国联邦通信委员会认定的商用 UWB 频率范围[1]。在整个UWB 频段范围内，由于已经存在各种窄带无线通信信号，而这些无线通信信号会严重干扰UWB 系统，例如，无限局域网系统(5.8GHz)。因此，为了保证 UWB 系统正常工作，迫切需要具有陷波特性的 UWB 带通滤波器。 2 超宽带滤波器设计方法（略） 统窄带滤波器带宽一般都在1%左右，其综合方法将滤波器参数都确定在中心频率附近，而且频率变换过程中进行了一些窄带近似，因而综合中所用到的计算公式只适合于精确设计窄带或者中等带宽的滤波器。如果用这些窄带滤波器的设计公式来设计超宽带滤波器将会造成很大的误差[4]。以往超宽带滤波器的设计多基于优化算法，设计结构主要采用微带线或耦合线，结构单一，计算量大，时间成本高，这就要求用新的思路来综合超宽带滤波器的设计。 2.1多模谐振器法
10/100/1000BASE-T MAGNETICS MODULE Part Number:SG48012 G Page:1/2 ● IEEE 802.3ab/ANSI X3.263 compliant performance ● Designed for IP phone or switch applications ● Compact footprint ● Some models offer AutoMDIX cap Electrical Specifications @ 25°C Turns Ratio (±5%) Insertion Loss (dB Max) Part Number TX RX OCL(uH Min) @100KHz/0.1V with 8.0mA DC 1-100MHz HI-POT (Vrms) SG48012 G 1CT:1CT 1CT:1CT 350 -1.4 1500 Continue Return Loss (dB Min) Cross Talk (dB Min) DCMR (dB Min) Part Number 1-30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 100MHz 30MHz 60MHz 100MHz 30MHz 60MHz 100MHz SG48012 G -16 -14.4 -13.1 -12 -10 -43.5-37.5-33 -45 -40 -35 ● Operating temperature range :-0°C to +70°C. Storage temperature range: -25℃ to +125℃. SCHEMATICS: Mechanicals: A 0(11/09) 双口１０／１００／１０００Ｍ网络滤波器 谭多多 ＱＱ１５４７３１１７２３
数字滤波器网络结构的SIMULINK仿真 摘要：数字滤波器网络结构的设计，是数字滤波器实现的基础。本文利用Simulink软件设计了四个不同网络结构的滤波器仿真实例，并与直接通过系统函数H(z)滤波器的输出结果比较。结果表明，利用Simulink软件直接仿真滤波器的网络结构，不仅可以形象直观地表现出滤波器的流程，而且大大降低滤波器的设计复杂度，提高数字滤波器网络结构的设计效率。 关键词：SIMULINK；数字滤波器；网络结构 Abstract:The design of digital filter’network structure is the basis for the digital filter implementation.Four examples of different network structure of the filter are designed and simulated by Simulink, compared with the output that directly through the system function H (z). Results show that simulation of filter’network structure using Simulink software, not only can visually manifest the process of filter, but also greatly reduce the design complexity of the filter and improve the efficiency of the design of digital filter’network structure. Keywords: SIMULINK; digital filter; network structure 数字滤波器是数字信号处理的一个重要组成部分。数字滤波器是一种运算过程，基本的运算单元有：加法器、乘法器（增益）和延迟（延时）元件，其功能是对输入离散信号进行运算处理，以达到改变
ADSL滤波器 ADSL滤波器，又名ADSL语音分离器（ADSL Splitter/ADSL FILTER），应用于xDSL（xDSL 是各种DSL的统称，即数字用户线路，是以传统电话铜线为传输介质的传输技术，其中x 代表不同种类的DSL技术，包括 ADSL，ADSL++、HDSL、VDSL等） 的宽带通信中。我们常说的滤波器（分 离器）是指ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Line非对称用户线路）滤波 器（分离器），即基于传统语音电话线 路上共线传输宽带数字信号的语音分 离器（即ADSL over POTS Splitter/Fliter），现在ADSL已升级到新 版本更高速率的ADSL++和VDSL （V ery High Speed Digital Subscriber Line甚高速数字用户线）。ADSL 滤波器（ADSL FILTER/SPLITTER）将 线路上的低频音频信号（300～ 3400Hz）和传输数据的高频数字调制信号（20KHz～4.4MHz/12MHz）有效分离，然后将音频信号送入PSTN（Public Switched Telephone Network）实现了利用利用再利用，接入在已有的铜线上展现出前所未有的活力。随着ADSL技术的应用，ADSL语音分离器相伴而生，分离器也伴同DSL接入技术经历着低速到高速的演进和发展 ADSL滤波器主要指标： 随着DSL技术在全球的普及和推广，语音分离器也得到了广泛的应用。按照全球的分离器标准来分，有ETSI(European Telecommunications Standards Institute欧洲电信标准协会)、ANSI(American National Standards Institute美国国家标准协会)、BT(British Telecom英国电信)、ITU-T G.992（国际电联G.992系列）和中国MII(Ministry of Industry and Information Technology of the People’s Republic of China中国工业和信息化部)等。按照分离器应用分主要有ADSL over POTS、ADSL over ISDN和VDSL over POTS、VDSL over ISDN等。现有语音分离器都是由电感、电容和电阻被动器件构成的多阶滤波器电路，其主要指标有POTS插入损耗、POTS回波损耗、群延时、纵向平衡、频带衰减、DSL频带插入损耗等。插入损耗（Insertion loss)反映语音分离器的低通滤波和高通滤波分别在各自的通带内信号衰减程度，决定了分离器对通过信号的影响程度，损耗越小则通过信号衰减越小。回波损耗（Return loss)反映出分离器各个端口对接口阻抗的匹配程度，匹配程度越好反射损耗越小，源信号绝大部分得以被传递到负载。群延时(Group delay distortion)是指由于分离器的LC滤波电路导致传输的语音信号产生延时。延时越小越好。纵向平衡(Unbalance
50HZ带阻滤波器的研究 2.1 双T网络陷波 带阻滤波器可以由低通滤波器加高通滤波器组合得到，双T网络带阻滤波器就是有一个T型高通滤波器与一个T型低通滤波器组合得到的。如下图 图2.1 T型电路
图2.2 T型电路的仿真由上得到双T带阻滤波器： 图2.3 双T网络
图2.4 双T 网络的仿真 计算得其传输函数为： ()()()2 20022004i jw w u H jw H u jw jw w w ∞ +==++ （2-1） 上式中：01 w RC =、1H ∞=、1/4Q = 整理可得： 00()1 1(//) H H jw j Q w w w w ∞ = -- （2-2） 其幅频特性及相频特性分别为： ()H jw （2-3） 001()arctan (//)w Q w w w w θ=- （2-4） 带宽 ： 0/B w Q = （2-5） 有源双T ，Q 可调网络
图2.5 有源双T，Q可调网络 很明显有源的双T网络Q值高，选频好。有源双T还有双运放双跟踪接法、和双T单运放同相放大接法，这里不再画其电路只说明一下优缺点。双T双跟随电路的优点是阻带外增益为1，Q值可独立调节，特性稳定，缺点是需要两个运放；双T单跟随电路的优点是具有双T双跟随电路的优点而且电路简单，缺点是若反馈网络电阻不满足远小于双T网络电阻的条件，则其中心频率会变小；而双T单运放同相放大电路的特点是其阻带外增益不为1。 另外值得一提的是双T 陷波滤波器该电路也有其他一些缺点，其中包括：其需要6个实现调谐的高精度组件，其中的2个组件与其他的4个组件要保持一
电源滤波器基本知识 一、术语定义 1. 额定电压 EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压（中国：250V, 50Hz，欧洲： 230V，50Hz；美国：115V, 60Hz) 2.额定电流 在额定电压和指定温度条件下（常为环境温度40℃），EMI滤波器所允许的最大连续工作电流（Imax）。在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函 数，可用如下公式得出： 3.试验电压 在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。试验电压分为两种，一种是加载在电源（或负载）端子之间，称为线-线试验电压；另一种是加载在电源（或负载）任一端与接地端（或滤波器金属外壳）之间，称为线-地试验电压。 4.泄漏电流 EMI滤波器加载额定电压后，断开滤波器的接地端与电源安全地线的条件下，测得接地端到电源（或负载）任一端间的电流，该值直接与接地电容的容量有关，可由如下公式得出： 其中 F为工作频率， C为接地电容的容量， V为线-地电压 5.插入损耗 是衡量滤波器效果的指标。指的是在一定条件下，EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。在50Ω系统内测试时，可用下式来表示： IL=20Lg(E0/E1) 其中，IL-插入损耗（单位：dB） EO-负载直接接到信号源上的电压 E1-插入滤波器后负载上的电压 6.气候等级 指EMI滤波器的工作环境等级，按IEC规定应按以下方式标注：XX/XXX/XX 前2位数字代表滤波器的最低工作温度
中间数字代表滤波器的最高工作温度 后2位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数 7. 绝缘电阻 绝缘电阻是指滤波器相线，中线对地之间的阻值。通常用专用绝缘电阻表测试。 8. 电磁干扰（EMI） 电磁干扰经常与无线电频率干扰（RFI）交替使用。从技术上来说，EMI指的是能量形式（电磁），然而RFI指的是噪声频率的范围。滤波器用以消除EMI和RFI中的多余电磁能。 9. 频率范围 电磁能量的频率带宽常用赫兹（Hz，每秒循环次数），千赫（KHz, 每秒循环千次数）表示。电源滤波器的典型频率范围在150kHz to 30MHz（超过30MHz，即为辐射） 10.阻抗失配 为了达到更好的滤波效果，要使滤波器与它的源阻抗和负载阻抗失配。如图所示。 11.工作频率 电源滤波器的工作频率标称值为50/60Hz(中国、欧洲等为50Hz;北美为60Hz)。然而，电源滤波器在直流或400Hz的情况下工作，并不会损害其效力。
电源滤波器的网络原理 通信开关电源或交换机等系统内，大部分传导EMI起因于不同的设备或系统共享的交流电源，干扰源可以通过导线注入宽带传导发射而污染配电线路，同时导线又向其它敏感设备供电，这时共模干扰跨接在配电电源和阻抗上，因此影响在电源上的全部设备正常运行。另外，在两个或更多的电路共享一个公共回路如接地电平时，就会发生公共阻抗耦合，一些发射信号耦台到线路中受到EMI污染，那么也会引起愉电线污染。EMI 电源滤波器可以有效地抑制EMI，并能有效地起到去耦的作用。 一、EMI电源滤波器的结构 EMI电源滤波器的网络结构形成主要是由差模（NM、DM）电容、共模CM）电容、差模电感、共模电感、电阻等组成。从图一的一般EMI电源滤波器电路图中，就能看到各部分的组合。 EMI电源滤波器的网络结构有很多种类型，下面就简述常用的几种。 图二所示的滤波网络较为普遍。共模和差模滤波网络都有一定特点一一一组成结构组件少，仅L1、L2两个电感、三个电容、两个CY、一个CX和一个电阻R。串接臂同足共模和差模滤波网络的高阻抗端口，它的并接臂足低阻抗埠。为较好的仰制EMI，应产生最大大配的源内阻抗和负载阻抗。即任串接连接低阻抗（如接地Y电容）的电路，并接臂连接高阻抗的电路。 在50系统测量的典模和差模插入损耗，在0．01～IMHz范围是单调增加的，曲线斜率系组件参数而定。见图二（A B ）间的差别，除参数不同外，电阻R的位置也个一样，L1、L2的电感量约为0．3～24niH，额定电流大的电源滤波器L1、L2的电感量小些，Cx 的电容量为0．015～10，1已CY的电
容量受最大泄漏电流的限制，取值范围约为1000PF～10000PF。一般来说，L1、L2的电感量和CY电容量人时，低频段共模插入损耗较高，CX电容量小，高频段差模插入损耗比CY大时好，但低频的插入损耗较差。 ＝、EMI电源滤波器的衰减性能及插 入损耗比q测量 规定EMI电源滤波器频谱性能，最通用的方法就是在指定烦半范围内随频率变化的衰减。EMI电源滤波器衰减作为频率的函数系指其插入前后的输出电压之比。用6日表示的衰减AdB以下列力式推导出来AdB＝10Logl0：式中k：滤波器插入后传导到负载的功率Pb：滤波器插入前传导到负载的功半说和负载阻抗均和EMI电源滤波器性能密切相关。滤波器的一级或几级可用作“牺牲”组件以建立假源或负载阻抗。 这就形成了不同的等效滤波器级数n，如表1所示。图一·、图二不出应用于具有不同大小的源和负载阻抗组合电路的基本滤波器的结构。所给出的滤波器都是低通的（即他们使用串联电感和井联电容）。目的即：A。要么将滤波串联电感接到低阻抗源R要么将井联电客接到高胆抗源上，总之使得源和滤波器组件的阻抗在要求的截上频率下大致相等。同样，串联电感应面向低阻抗负载，而并联屯容面向高阻抗负载，这保证了滤波器组件的最佳使用，并部分补偿了大约从100倍电源频一开始的很宽频串范围内变化的典型输电线的某些源或负载阻抗。图二为中字豪电气有限公司的ZYH一ER一30A EMI 屯源滤波器共模插入损耗曲线。 表一、安装阻抗与设计的源和负载阻抗不同时的等效滤波器级数n=1的截止频率
滤波器原理 滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。 广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性。因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率范围内，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处理。 本文所述内容属于模拟滤波范围。主要介绍模拟滤波器原理、种类、数学模型、主要参数、ＲＣ滤波器设计。尽管数字滤波技术已得到广泛应用，但模拟滤波在自动检测、自动控制以及电子测量仪器中仍被广泛应用。带通滤波器 二、滤波器分类 ⒈根据滤波器的选频作用分类 ⑴低通滤波器 从0～f2频率之间，幅频特性平直， 它可以使信号中低于f2的频率成分几 乎不受衰减地通过，而高于f2的频率 成分受到极大地衰减。 ⑵高通滤波器
与低通滤波相反，从频率f1～∞， 其幅频特性平直。它使信号中高于f1 的频率成分几乎不受衰减地通过，而低 于f1的频率成分将受到极大地衰减。 ⑶带通滤波器 它的通频带在f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。 ⑷带阻滤波器 与带通滤波相反，阻带在频率f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过。 低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器，例如：低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器，低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。
一、术语定义 1. 额定电压 EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压（中国：250V, 50Hz，欧洲： 230V，50Hz；美国：115V, 60Hz) 2.额定电流 在额定电压和指定温度条件下（常为环境温度40℃），EMI滤波器所允许的最大连续工作电流（Imax）。在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函数，可用如下公式得出： 3.试验电压 在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。试验电压分为两种，一种是加载在电源（或负载）端子之间，称为线-线试验电压；另一种是加载在电源（或负载）任一端与接地端（或滤波器金属外壳）之间，称为线-地试验电压。 4.泄漏电流 EMI滤波器加载额定电压后，断开滤波器的接地端与电源安全地线的条件下，测得接地端到电源（或负载）任一端间的电流，该值直接与接地电容的容量有关，可由如下公式得出： 其中 F为工作频率， C为接地电容的容量， V为线-地电压 5.插入损耗 是衡量滤波器效果的指标。指的是在一定条件下，EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。在50Ω系统内测试时，可用下式来表示： IL=20Lg(E0/E1) 其中，IL-插入损耗（单位：dB） EO-负载直接接到信号源上的电压 E1-插入滤波器后负载上的电压
6.气候等级 指EMI滤波器的工作环境等级，按IEC规定应按以下方式标注：XX/XXX/XX 前2位数字代表滤波器的最低工作温度 中间数字代表滤波器的最高工作温度 后2位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数 7. 绝缘电阻 绝缘电阻是指滤波器相线，中线对地之间的阻值。通常用专用绝缘电阻表测试。 8. 电磁干扰（EMI） 电磁干扰经常与无线电频率干扰（RFI）交替使用。从技术上来说，EMI指的是能量形式（电磁），然而RFI指的是噪声频率的范围。滤波器用以消除EMI和RFI中的多余电磁能。 9. 频率范围 电磁能量的频率带宽常用赫兹（Hz，每秒循环次数），千赫（KHz, 每秒循环千次数）表示。电源滤波器的典型频率范围在150kHz to 30MHz（超过30MHz，即为辐射） 10.阻抗失配 为了达到更好的滤波效果，要使滤波器与它的源阻抗和负载阻抗失配。如图所示。 11.工作频率 电源滤波器的工作频率标称值为50/60Hz(中国、欧洲等为50Hz;北美为60Hz)。然而，电源滤波器在直流或400Hz的情况下工作，并不会损害其效力。 二、滤波器的作用 1.什么是射频干扰（RFI）？ RFI是指产生在无线电通讯时，所用频率范围内的一种多余的电磁能。传导现象的频率范围介于10kHz到30MHz间；辐射现象的频率范围介于30MHz到1GHz间。 2.为何要关注RFI？
低通无源滤波器仿真与分析 一、滤波器定义 所谓滤波器（filter），是一种用来消除干扰杂讯的器件，对输入或输出的信号中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。一般可实为一个可实现的线性时不变系统。 二、滤波器的分类 常用的滤波器按以下类型进行分类。 1)按所处理的信号： 按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。 2)按所通过信号的频段 按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。 低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。 高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。 带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。 带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。 3)按所采用的元器件 按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。 无源滤波器：仅由无源元件(R、L 和C)组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。这类滤波器的优点是：电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。 有源滤波器：由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器）组成。这类滤波器的优点是：通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽(由于不使用电感元件）； 缺点是：通带范围受有源器件(如集成运算放大器）的带宽限制，需要直流电源供电，可靠性不如无源滤波器高，在高压、高频、大功率的场合不适用。 4)按照阶数来分 通过传递函数的阶数来确定滤波器的分类。 三、网络的频率响应 在时域中，设输入为)(t y，滤波器的脉冲响应函数为)(t h。转换到 x，输出为)(t 频域，激励信号为) Y。 (ωj (ωj X，经过一个线性网络得到的响应信号为)
实验6 数字滤波器的网络结构 一、实验目的 1、加深对数字滤波器分类与结构的了解。 2、明确数字滤波器的基本结构及其相互间的转换方法。 3、掌握MATLAB 语言进行数字滤波器各种结构相互间转换的子函数及程序编写方法。 二、实验内容及步骤 2、已知一个IIR 系统的传递函数为 -1-2-3 -1-2-3 0.1-0.4z +0.4z -0.1z H(z)=1+0.3z +0.55z +0.2z 将其从直接型转换为级联型、并联型和格型结构，并画出各种结构的信号流图。 程序清单如下： b=[0.1,-0.4,0.4,-0.1]; a=[1,0.3,0.55,0.2]; [sos,g]=tf2sos(b,a) [r,p,k]=residuez(b,a) [K,C]=tf2latc(b,a) [b,a]=latc2tf(K,C) 程序运行结果如下： sos = 1.0000 - 2.6180 0 1.0000 0.3519 0 1.0000 -1.3820 0.3820 1.0000 -0.0519 0.5683 g = 课程名称 数字信号处理 实验成绩 指导 实 验 报 告
0.1000 r = -0.2893 + 0.0001i -0.2893 - 0.0001i 1.1786 p = 0.0260 + 0.7534i 0.0260 - 0.7534i -0.3519 k = -0.5000 K = 0.1310 0.5104 0.2000 C = -0.0431 -0.4301 0.4300 -0.1000 b =
0.1000 -0.4000 0.4000 -0.1000 a = 1.0000 0.3000 0.5500 0.2000 3、已知一个FIR系统的传递函数为 -1-2-34 H(z)=0.2+0.885z+0.212z+0.212z0.885z 将其从横截型转换为级联型和格型结构，并画出各种结构的信号流图。 将其从横截型转换为级联型。 程序清单如下： b=[0.2,0.885,0.212,0.212,0.885]; a=[1]; [sos,g]=tf2sos(b,a) [b,a]=sos2tf(sos,g) 程序运行结果如下： sos = 1.0000 5.2830 4.6386 1.0000 0 0 1.0000 -0.8580 0.9540 1.0000 0 0 g = 0.2000 b =