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  • 这种介质在某一频段表现为负的等效介电常数和负的等效磁导率,在其内传播的电磁波满足左手螺旋定则,故经常被称为双负介质( DNG) 。  它所表现出的特殊电磁特性,如负介电常数、负磁导率、负折射率、相位与能量...
  • 控制器开发---低通滤波器设计

    千次阅读 2020-03-04 15:28:47
    低通滤波器是控制器开发常用的滤波算法,整车常用的信号一般都为低频,而一些噪声信号频率都较高,所以当控制器硬件采集到模拟信号或数字信号可以先进行低通滤波处理,这样可以有效的防止无效频段数据对控制器的干扰...

    低通滤波器是控制器开发常用的滤波算法,整车常用的信号一般都为低频,而一些噪声信号频率都较高,所以当控制器硬件采集到模拟信号或数字信号可以先进行低通滤波处理,这样可以有效的防止无效频段数据对控制器的干扰。
    下面将结合matlab的滤波器设计工具fdatool,先对滤波器进行仿真,将滤波仿真效果好的参数生成传递函数,然后编译成C代码写入控制器软件。
    在matlab命令行输入fdatool,弹出fdatool设置界面:
    在这里插入图片描述
    如果是手写代码,建议滤波器的阶数设计成2,因为2阶的传递函数换算要简单些,虽然阶数越高过滤效果更好,但是不适合手动换算。可以多增加几个2阶的滤波器看最后调试的效果。但如果是matlab模型编写的代码的化,则一步到位,阶数增加按仿真的效果来评估。本滤波器设置的采样频率Fs=1000Hz,截止频率Fc=300Hz,可以看到该滤波器的幅频特性曲线的限值效果。
    仿真完成之后,将传递函数的系数保存下来,如下图所示:
    在这里插入图片描述
    如此,就将低通滤波器离散的传递函数系数保存了下来,接下来需要将其传递函数换算出来,需要用到如下指令:
    load(‘lowpass.mat’) %加载系数
    sysd=tf(Num,[1,zeros(1,length(Num)-1)],1e-3);%生成传递函数
    所以sysd=(0.03735 z^2 + 0.9253 z + 0.03735)/ z^2,其伯德图如下:
    在这里插入图片描述
    总结一下,滤波器的目的是在设计的频段给信号限幅,同时也会带来相位的滞后,可能会引发其他的问题,所以单个滤波器的效果理想不代表集成的效果理想,还需要根据系统集成的效果来做修正。
    本文只是提供下入门的分析思路,关于升阶还需要诸位自己努力啊,谢谢支持!

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  • 电容C对不同频率的信号呈现出不同的阻抗,利用电容的这种特性可以组成不同形式的滤波器 二.滤波电路概念:就是能让指定频段的信号顺利通过,而将其他频段的信号衰减的电路 三.滤波器的种类:无源滤波器和有缘滤波器 ...

    一.电容C对不同频率的信号呈现出不同的容抗,利用电容的这种特性可以组成不同形式的滤波器

    二.滤波电路概念:就是能让指定频段的信号顺利通过,而将其他频段的信号衰减的电路

    三.滤波器的种类:无源滤波器和有源滤波器

    四.截止频率概念:输入信号的幅度不变,改变其频率使输出信号降至最大值的0.707倍时该频率称为截止频率,用频响特性来表述即为-3dB点处即为截止频率

    五.电路中的增益:当电压放大倍数用dB做计量时,常称为增益,电子学中使用分贝(dB)单位来表示电路的增益,公式是:Av(dB) = 20㏒Av,注意20㏒0.707= -3dB

    1.RC低通滤波器——(滤除频率在截止频率以上的信号成分,即让频率低于截止频率的信号通过),电路的组成如下图所示:


    1)滤波原理分析:当高低频信号进过电阻之后,高频被电容导到地而没有了输出,相反,由于电容不会导通低频信号,所以它可以安然通过低通滤波器

    2)截止频率计算:由于20lgA(ω)=-3dB,解得A(ω)=10^-0.15=0.707945784≈1/√2,由上述规定可得低通滤波器的截止频率计算过程为:(1/(1+jwRC)) = 1/√2,所以推导出分母实部要等于虚部,即 wRC = 1,进而推导出低通的截止频率为:f = 1/(2πRC)

    2.RC高通滤波器——(滤除频率在截止频率以下的信号成分,让频率高于截止频率的信号通过),电路的组成如下图所示:


    1)滤波原理 分析:电容具有隔直通交的特性,于是高频信号比低频信号更容易通过高通滤波器,这也是为什么高通滤波器能滤除低频信号

    2)截止频率计算:f = 1/(2πRC),分析原理和低通滤波器的一样

    3.RC带通滤波器——(允许某个频率范围内的信号通过,而将其它频率信号滤除),电路如下图所示


    1)从上图可以知道,将高通滤波器和低通滤波器串联起来即可组成带通滤波器,具体的下限截止频率和上限截止频率可根据需要设定

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  • 这种介质在某一频段表现为负的等效介电常数和负的等效磁导率,在其内传播的电磁波满足左手螺旋定则,故经常被称为双负介质( DNG) 。  它所表现出的特殊电磁特性,如负介电常数、负磁导率、负折射率、相位与能量...
  • RFX2401C是一个完全集成的、单片机、单模射频前端集成电路(RF前端集成电路),它包含了IEEE802.15.4/ZigBee、无线传感器网络和2.4GHzISM频段的任何其他无线系统所需的所有射频功能。RFX2401C架构集成了PA、LNA、收发...

    RFX2401C是一个完全集成的、单片机、单模射频前端集成电路(RF前端集成电路),它包含了IEEE 802.15.4/ZigBee、无线传感器网络和2.4GHz ISM频段的任何其他无线系统所需的所有射频功能。RFX2401C架构集成了PA、LNA、收发交换电路、相关匹配网络和谐波滤波器,全部集成在CMOS单片机中应用:2.4G无线教学语音系统  2.4G无线话筒麦克风 2.4G教学扩音机 2.4G无线壁挂音箱 2.4G无线话筒模块 激光笔系列。

    品牌:skyworks

    型号:RFX2401C

    封装:QFN16

    包装:2500

    年份:1825+

    产地:MY 马来西亚

    数量:750000

     

     

    RFX2401C: 2.4 GHz ZIGBEE/ISM FRONT-END MODULE FAE:13723714318

    的首选供应商。我们与供应商共同合作,在绝不接受任何商业不当行为的情况下,以最优良的质量、最低的总成本和最短的研发时间,提供一流的最环保产品,只有在这样的努力下我们才会取得成功。典型的高功率应用程序包括家庭和工业自动化、智能电力和RF4CE等。RFX2401C具有优异的性能、高灵敏度和高效率、低噪声、小尺寸因数、低成本等优点,是需要扩展范围和带宽的应用领域的完美解决方案。RFX2401C具有简单的低压CMOS控制逻辑,系统实现需要最小的外部组件。

     

    RFX2401C产品特性

    2.4GHz ZigBee大功率单片机,单模射频前端IC

    组合TX / RX收发机端口和单天线端口

    2.4GHz传输低通谐波滤波器的大功率放大器

    低噪声放大器

    发射/接收开关电路

    高发射信号线性度符合OQPSK调制标准

    低压(1.2V) CMOS控制逻辑

    所有端口的ESD保护电路

    直流耦合射频端口

    所有VDD偏置引脚上的内部射频去耦

    接收信道的低噪声数字

    非常低的直流功耗

    全片上匹配和解耦电路

    最小的外部组件所需的

    50欧姆输入/输出匹配

    市场证明CMOS技术

    3 x 3 x 0.55mm小外型QFN-16包装,外露地面垫

     

    应用:2.4G无线教学语音系统  2.4G无线话筒麦克风 2.4G教学扩音机 2.4G无线壁挂音箱 2.4G无线话筒模块 激光笔系列。

    RFX2401C产品性能.skyworkss第二代纯CMOS单芯片/单硅片射频前端集成电路的性能优于基于砷化镓/锗硅的射频前端解决方案skyworks开始为智能手机和平板电脑用双模Wi-Fi/蓝牙、WLAN 11a/n/ac、无线音频、ZIGBEE和智能能源/家庭自动化等市场批量生产七种新的CMOS射频前端集成电路。rfx2401c:2.4 GHz ZigBee/ ISM前端模块
    应用
    ZigBee扩展范围的设备
    ZigBee巧实力
    无线音响系统
    家庭和工业自动化
    无线传感器网络

     

    自定义2.4 GHz无线电系统

     

    特征

    2.4 GHz ZigBee大功率单芯片,单芯片射频前端集成电路

    50Ω单端输入和输出端
    集成PA达到22 dBm的输出功率
    集成LNA的噪声系数为2.5 dB
    发送/接收开关电路
    高传输OQPSK信号的线性符合标准
    调制
    低电压(1.2 V)的CMOS逻辑控制
    在所有端口上ESD保护电路
    直流耦合的射频端口
    全芯片匹配和去耦电路
    市场成熟的CMOS技术
    小型QFN封装,16引脚(3 x 3 x 0.55 mm)包露
    地垫(一级、260C每JEDEC的J - STD- 020)
    低噪声放大器
    逻辑
    控制CTX CRX

     

    描述
    rfx2401c是一个完全集成的前端模块
    集成了IEEE所需的所有RF功能

    802.15.4/ZigBee,无线传感器网络,和任何其他无线2.4 GHz ISM频段的系统。的rfx2401c架构

     

    集成了PA,低噪声放大器,发射和接收开关电路,和相关联的匹配网络,都在一个包中。
    典型的大功率应用包括家用和工业,自动化,巧实力,和RF4CE等。

    结合性能优越,灵敏度高,效率低,噪音低,外形尺寸小,成本低,rfx2401c是完美的

    需要扩展范围和带宽的应用程序的解决方案。
    rfx2401c简单低压CMOS控制逻辑,和宽工作电源电压范围。

    该设备提供了一个紧凑的,16针3×3毫米四平,无引线封装(QFN)。 

     

    rfx2401c信号描述

    松松的名字描述名称描述

    1 N / C不连通国内9 GND地面

    2 GND地面10 50Ω天线ANT连接(DC shorted至GND

    3 11 GND地GND地面

    4 txrx RF信号/ from the收发器(DC shorted至GND)12 N / C不连通国内

    5 txen CMOS输入to control TX enable 13 DNC do not connect

    6 rxen CMOS输入to control RX enable 14 VDD Alternate供应国内连通to松松,16

    7 N / C不连通国内15 N / C不连通国内

    8 16连接电源电压VDD GND地面

    数据表•rfx2401c:2.4 GHz ZigBee / ISM前端模块

    电气和机械规格该rfx2401c绝对最大额定值设置

    建议的操作条件是指定的。

    电气规格载于表4和表5。这个

    该rfx2401c状态是由提供的逻辑所决定的

    rfx2401c绝对最大ratings1

    参数条件最小最大单位

    直流VDD电源电压0 4伏

    直流控制引脚电压通过1 KΩ电阻0 3.6

    直流VDD的电流消耗通过VDD引脚时,德克萨斯州是“在”350毫安

    直流控制引脚电流消耗1微米

    射频输入功率:所有工作模式+ 5 dBm

    当RX为“5”dBm时,RF输入功率结温150°C

    存储环境温度无射频和直流电压应用- 50 + 150 OC

     

    静电放电:

    人体模型(HBM)3250 V

    1长时间暴露在最大额定值条件下可能降低设备可靠性。设备没有损坏,只有一个参数设置在极限和所有其他参数。

    设定在或低于其名义价值。超过此处列出的任何限制,可能会对设备造成永久性损坏。最大射频输入功率额定值承担50Ω终阻抗。

    静电放电处理:虽然这个装置设计得尽可能的坚固,但是静电放电(ESD)会损坏这个装置。

     

    在搬运或运输时,该装置必须始终受到ESD保护。静电荷很容易产生。

    数千伏对人体或设备的潜力,可没有发现排放。

    行业标准ESD处理注意事项应随时使用。

    rfx2401c推荐工作条件

    参数条件Min Typ Max单位

    直流VDD电压供应所有VDD引脚2 3.3 3.6伏

    控制电压“高”通过1 KΩ电阻1.2电压

    控制电压“低”0 0.3伏

    运行环境温度注2 - 40 + 125 O JA 35 O C / W

    1在生产测试期间,设备将在5 V测试。

    2操作85以上°C,使用JA作为系统设计保证结温的指导将不超过+ 150°C.最大

     

    rfx2401c电气规格(VDD = 3.3 V,所有未使用的端口,终止50Ω,TA = 25°C,除非另有说明)

    参数符号测试条件最小最大单位

    频率范围F 2.4 2.525千兆赫

    传输模式饱和输出功率22 dBm

    小信号增益21.5 25 26.5分贝

    第二谐波特= 20 dBm,IEEE 802.15.4

    OQPSK调制信号–10分贝/兆赫

    第三谐波特= 20 dBm,IEEE 802.15.4

    OQPSK调制信号–20分贝/兆赫

    输入回波损耗- 10分贝

    输出回波损耗- 6分贝

    输入/输出阻抗的单端50

    德克萨斯州静态电流无射频应用17毫安

    TX功率电流功率输出= 20 dBm的90毫安

    负载驻波稳定性

     

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  • 在噪声控制工程中,了为使声音的客观物理量与人耳的听觉特性相一致,人们在声级计中设置了三条频率计权网络:A,C和Z频率计权。 由于人耳对各频段噪声的感知能力是不一样的,对500Hz到6kHz 左右的中频最灵敏,对低频...

    在噪声控制工程中,了为使声音的客观物理量与人耳的听觉特性相一致,人们在声级计中设置了三条频率计权网络:A,C和Z频率计权。

    由于人耳对各频段噪声的感知能力是不一样的,对500Hz到6kHz 左右的中频最灵敏,对低频和高频则差一些。为了模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性,在声级计内设有一种能够模拟人耳的听觉特性,把电信号修正为与听感 近似值的网络,这种网络叫作频率计权,其实质就是一些滤波器。

    在测量过程中,要正确选择所需的频率计权,当测量结束后,是无法将测量数据从一种频率计权转换到另一种频率计权上的。这就是为什么 要使用Cirrus Optimus系列声级计,Optimus系列声级计可以在同一测量过程中,测量记录下所有频率计权数据,避免了测量参数错误或重复测量,节省了您的时 间。

    A计权

    A计权是模拟人耳对声音的响应,使电信号的中、低频段有较大的衰减。A计权滤波器覆盖频率范围为20Hz到20KHz。使用 A计权的测量通常标注dB(A),例如LAeq,LAFmax,LAE等,A表示使用了A计权。

    C计权

    C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。使用 C计权的测量通常标注dB©,例如LCeq, LCPeak,LCE等,C表示使用了C计权。

    Z计权

    Z计权是对频率范围20Hz到20KHz的水平响应,±1.5dB,不包括传声器响应。使用Z计权的测量通常标注dB(Z),例如LZeq, LZFmax,LZE等,C表示使用了C计权。

    A,C和Z频率计权的定义

    IEC 61672:2003 (BS EN 61672-1:2003)给出了A,C和Z频率计权的范围定义。
    在这里插入图片描述

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c频段滤波器