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濾波器
濾波器是一種選頻裝置,可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過(guò),而極大地衰減其他頻率成分。利用濾波器的這種選頻作用,可以濾除干擾噪聲或進(jìn)行頻譜分析。換句話說(shuō),凡是可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過(guò),而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱(chēng)之為濾波器。濾波器,是對(duì)波進(jìn)行過(guò)濾的器件?!安ā笔且粋€(gè)非常廣泛的物理概念,在電子技術(shù)領(lǐng)域,“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時(shí)間起伏變化的過(guò)程。該過(guò)程通過(guò)各類(lèi)傳感器的作用,被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時(shí)間函數(shù),稱(chēng)之為各種物理量的時(shí)間波形,或者稱(chēng)之為信號(hào)。因?yàn)樽宰兞繒r(shí)間是連續(xù)取值的,所以稱(chēng)之為連續(xù)時(shí)間信號(hào),又習(xí)慣地稱(chēng)之為模擬信號(hào)(Analog Signal)。濾波是信號(hào)處理中的一個(gè)重要概念,在直流穩(wěn)壓電源中濾波電路的作用是盡可能減小脈動(dòng)的直流電壓中的交流成分,保留其直流成分,使輸出電壓紋波系數(shù)降低,波形變得比較平滑。
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常見(jiàn)錯(cuò)誤
分析設(shè)備超標(biāo)的原因,不外乎以下兩個(gè)方面:
1)設(shè)備產(chǎn)生的騷擾太強(qiáng);2)設(shè)備的濾波不足。
對(duì)于種情況,我們可以通過(guò)在騷擾源處采取措施,降低騷擾的強(qiáng)度,或者增加電源濾波器的階數(shù),提高濾波器對(duì)騷擾的抑制能力來(lái)解決。對(duì)于第二種情況,除了濾波器自身性能不好以外,濾波器的安裝方式對(duì)它的性能影響很大。這一點(diǎn)往往是被設(shè)計(jì)工程師忽視的。在很多測(cè)試中,我們通過(guò)更改濾波器的安裝方式就能使設(shè)備順利通過(guò)測(cè)試。下面是一些常見(jiàn)的濾波器錯(cuò)誤安裝方式對(duì)濾波器性能影響的實(shí)例。
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基本概念
波電路的作用就是允許某段頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò),而阻止或削弱其他頻率范圍的信號(hào)。有源濾波電路由電阻、電容和集成運(yùn)算放大器組成,又稱(chēng)為有源濾波器。有源濾波器能夠在濾波的同時(shí)還能對(duì)信號(hào)起放大作用,這是無(wú)源濾波無(wú)法做到的。根據(jù)濾波電路通過(guò)或者阻止信號(hào)頻率范圍不同,可將濾波電路分為低通、高通、帶通河帶阻電路。本文討論的是有源低通濾波電路的設(shè)計(jì)與研究。有源低通濾波電路能夠通過(guò)低頻信號(hào),抑制或衰減高頻信號(hào) 。
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低通濾波器實(shí)例
一個(gè)固體屏障就是一個(gè)聲波的低通濾波器。當(dāng)另外一個(gè)房間中播放音樂(lè)時(shí),很容易聽(tīng)到音樂(lè)的低音,但是高音部分大部分被過(guò)濾掉了。類(lèi)似的情況是,一輛小汽車(chē)中非常大的音樂(lè)聲在另外一個(gè)車(chē)中的人聽(tīng)來(lái)卻是低音節(jié)拍,因?yàn)檫@時(shí)封閉的汽車(chē)(和空氣間隔)起到了低通濾波器的作用,減弱了所有的高音。電子低通濾波器用來(lái)驅(qū)動(dòng)重低音喇叭(subwoofer)和其它類(lèi)型的擴(kuò)音器、并且阻塞它們不能有效傳播的高音節(jié)拍。無(wú)線電發(fā)射機(jī)使用低通濾波器阻塞可能引起與其它通信發(fā)生干擾的諧波發(fā)射。DSL分離器使用低通和高通濾波器分離共享使用雙絞線的DSL和POTS信號(hào)。低通濾波器也在如Roland公司這樣的模擬合成器(synthesiser)合成的電子音樂(lè)聲音處理中發(fā)揮著重要的作用。
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