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工业滤波器

滤波器

发布日期:2022-10-09 点击率:100

     经传感器转换和放大后的电信号,由于测量现场的电磁干扰,传感器本身以及放大电路等的影响,往往含有多种频率成分的噪声信号,严重情况下,这种噪声信号会淹没代提取的有用信号,造成系统无法获取被测信号。在这种情况下,需采取滤波措施,将不需要的杂散信号抑制掉,使系统的信噪比(S/N)增加,完成这种功能的电路称为滤波电路,或将具有这一功能的组件称为滤波器
     滤波器的作用是选出有用的频率信号,抑制杂散的无用频率信号,使一定频率范围内的信号通过,衰减很少(使用有源滤波器还可使信号放大),而在此频率范围外的信号衰减很大,从而提高系统的信噪比。通常称可以通过的频率范围为通带,不能通过的频率范围为阻带,通带与阻带的界限频率为截至频率,其频率特性用Q值来衡量,Q值越高,即灵敏度越高,频率选择特性越好,通带越窄。其中|
     它随输入信号频率的增高而幅值呈下降趋势。
     (2)有源滤波器
     有源滤波器是指利用放大器、电阻和电容等组成的滤波电路,在低频(<=1MHz中使用,比无源滤波器有更优越的性能。
     由于滤波器的频率选择电路,只允许通过带内的频率通过,因而按通带来分,滤波器可分为低通、高通、带通、带阻和全通五类。
     ① 低通滤波器
     低通滤波器的功能是:让直流到指定截至频率的低频分量顺利通过,而使高频分量受到很大的衰减,理想的低通滤波器的幅频特性如下图(a),其中ωc为截止频率;但这种幅频特性实际上是无法实现的,下图(c)为实际的一种低通滤波器的幅频特性,该低通滤波器的通带为0≤ω≤ωc。



     的频率分量顺利通过,而使自直流到指定阻带频率
     ③ 带通滤波器
     带通滤波器的功能是:让有限带宽(
     ④ 带阻滤波器
     带阻滤波器的作用是:抑制某个频率范围的频率分量,使其衰减,而让此频率带外的频率分量顺利通过,幅频特性对称的带阻滤波器因而也被称为“陷波”器。
     ,Q为品质因数,f0为固有频率,B为频带宽度。
     按滤波器是否使用有源器件(放大器)来分,可分为无源滤波器和有源滤波器两大类。



     (1)无源滤波器
     无源滤波器是指用无源器件如电感(L)、电容(C)和电阻(R)组成的滤波电路,如图8即为一最简单的RC低通滤波器电路,其传递函数为
    
     ② 高通滤波器
     高通滤波器的功能是:让高于指定频率的频率分量受到衰减;同样,与低通滤波器的情况类似,没有理想的幅频呈跃式的高频滤波器下图(b)为某一实际的高通滤波器的幅频特性曲线。理论上来讲,高通滤波器在ω=∞处也应是通带,但实际上由于寄生参数的影响以及有源器件带宽的限制,当频率增高到一定值,幅值也将下降。
     )内的频率分量顺利通过,而且此频率范围处的其他频率分量衰减如下图。带通滤波器有两个阻带,一般并不要求上下两个阻带衰减特性相同,既可以不对称,不过一般对称的带通滤波器较易设计。
    
       

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