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  • RC带阻滤波器.rar

    2020-06-01 09:22:48
    本文介绍了RC带阻滤波器的工作原理和Simulink的仿真模型,传递函数和傅里叶变换关系,介绍了离散变化和连线变化对结果差异的分析,以及截止频率计算方法
  • RC有源滤波器之带阻滤波器(三)

    千次阅读 2021-03-05 08:58:27
    常见滤波器类型有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器等。 RC有源带阻滤波器 带阻滤波器衰减或抑制某一频率范围内的信号,允许此频率范围以外频率信号通过。理想带阻滤波器的模频特性如下图...

    记录一下,方便以后翻阅~

    其他类型滤波器:

    1. RC有源低通滤波器
    2. RC有源高通滤波器
    3. RC有源带通滤波器

    过去的滤波器都是由R、L、C等无源元件组成,称为无源滤波器。现在的滤波器大都是由R、C元件与有源器件(如运算放大器)组成,称为RC有源滤波器。

    常见滤波器类型有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器等。

    RC有源带阻滤波器

    带阻滤波器衰减或抑制某一频率范围内的信号,允许此频率范围以外频率信号通过。理想带阻滤波器的模频特性如下图所示,Wc1和Wc2分别为上、下截止频率。

    在这里插入图片描述
    RC有源带阻滤波器电路图如下所示:
    在这里插入图片描述
    电压传输函数为:
    在这里插入图片描述
    其模:
    在这里插入图片描述

    展开全文
  • 采用与全极点滤波器同样的方法,把这些电路先变换成高通滤波器,然后变换成带阻滤波器。  由于每个归一化低通滤波器可以有两种形式实现,带阻滤波器结果也有两种不同的结构,如图1所示。  图1 椭圆函数...
  • 运行结果四、带阻滤波器1.滤除5Hz和30Hz2.运行结果最后 问题提出 有频率为5Hz、15Hz、30Hz的叠加余弦信号,进行如下设计: (1)设计低通滤波器保留5Hz的频率分量; (2)设计高通滤波器保留30Hz的频率分量; (3...


    问题提出

    有频率为5Hz、15Hz、30Hz的叠加余弦信号,进行如下设计:
    (1)设计低通滤波器保留5Hz的频率分量;
    (2)设计高通滤波器保留30Hz的频率分量;
    (3)设计带通滤波器保留20Hz的频率分量;
    (4)设计带阻滤波器滤除5Hz和30Hz的频率分量。


    一、低通滤波器

    1.保留5Hz

    clear
    clc
    f1=5;%第一个点频信号分量频率
    f2=15;%第二个点频信号分量频率
    f3=30;%第三个点频信号分量频率
    fs=150;%采样率
    T=2;%时宽
    B=10;%FIR截止频率
    n=round(T*fs);%采样点个数
    t=linspace(0,T,n);
    y=cos(2*pi*f1*t)+cos(2*pi*f2*t)+cos(2*pi*f3*t);%叠加信号
    figure;
    subplot(221)
    plot(t,y);
    title('原始信号时域');
    xlabel('t/s');
    ylabel('幅度');
    fft_y=fftshift(fft(y));%将fft结果以fs/2为中心左右互换
    f=linspace(-fs/2,fs/2,n);
    subplot(222)
    plot(f,abs(fft_y));
    title('原始信号频谱');
    xlabel('f/Hz');
    ylabel('幅度');
    axis([ 0 50 0 100]);
    b=fir1(80, B/(fs/2),'low'); %低通
    y_after_fir=filter(b,1,y);%
    subplot(223)
    plot(t,y_after_fir);
    title('滤波后信号时域');
    xlabel('t/s');
    ylabel('幅度');
    fft_y1=fftshift(fft(y_after_fir));%将fft结果以fs/2为中心左右互换
    f=linspace(-fs/2,fs/2,n);
    subplot(224)
    plot(f,abs(fft_y1));
    title('滤波后信号频谱');
    xlabel('f/Hz');
    ylabel('幅度');
    axis([ 0 50 0 100]);
    figure;
    freqz(b);%数字滤波器频率响应
    

    2.运行结果

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    二、高通滤波器

    1.保留30Hz

    clear
    clc
    f1=5;%第一个点频信号分量频率
    f2=15;%第二个点频信号分量频率
    f3=30;%第三个点频信号分量频率
    fs=150;%采样率
    T=2;%时宽
    B=25;%FIR截止频率
    n=round(T*fs);%采样点个数
    t=linspace(0,T,n);
    y=cos(2*pi*f1*t)+cos(2*pi*f2*t)+cos(2*pi*f3*t);
    figure;
    subplot(221)
    plot(t,y);
    title('原始信号时域');
    xlabel('t/s');
    ylabel('幅度');
    fft_y=fftshift(fft(y));
    f=linspace(-fs/2,fs/2,n);
    subplot(222)
    plot(f,abs(fft_y));
    title('原始信号频谱');
    xlabel('f/Hz');
    ylabel('幅度');
    axis([ 0 50 0 100]);
    b=fir1(80, B/(fs/2),'high'); %高通
    y_after_fir=filter(b,1,y);
    subplot(223)
    plot(t,y_after_fir);
    title('滤波后信号时域');
    xlabel('t/s');
    ylabel('幅度');
    fft_y1=fftshift(fft(y_after_fir));
    f=linspace(-fs/2,fs/2,n);
    subplot(224)
    plot(f,abs(fft_y1));
    title('滤波后信号频谱');
    xlabel('f/Hz');
    ylabel('幅度');
    axis([ 0 50 0 100]);
    figure;
    freqz(b);%数字滤波器频率响应
    

    2.运行结果

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    三、带通滤波器

    1.保留20Hz

    clear
    clc
    f1=5;%第一个点频信号分量频率
    f2=15;%第二个点频信号分量频率
    f3=30;%第三个点频信号分量频率
    fc1=10;
    fc2=25;
    fs=150;%采样率
    [n,Wn,beta,ftype]=kaiserord([7 13 17 23] ,[0 1 0], [0.01 0.01 0.01] ,100) ;
    w1=2*fc1/fs; w2=2*fc2/fs ;
    window=kaiser(n+1 ,beta) ;%使用kaiser窗函数
    b=fir1 (n, [w1 w2],window) ;%使用标准频率响应的加窗设计函数fir1
    T=2;%时宽
    n=round(T*fs);%采样点个数
    t=linspace(0,T,n);
    s = cos(2*pi*t*f1) +cos (2*pi*t*f2) +cos (2*pi*t*f3) ;
    sf = filter (b,1,s) ;%对信号s进行滤波
    f=linspace(-fs/2,fs/2,n);
    S=fftshift(fft(s)) ;
    SF=fftshift(fft(sf)) ;
    figure
    subplot(2,2,1) ;
    plot(t,s)
    %画出时域内的号
    subplot(2,2,3) ;
    plot(t,sf)
    %画出时域内的信号
    subplot(2,2,2) ;
    f1=abs(S);
    f2=abs(SF);
    plot(f,f1) ; %画出频域内的信号
    title('原始信号频谱');
    axis([ 0 50 0 100]);
    subplot(2,2,4) ;
    plot(f,f2);%画出频域内的信号
    title('滤波后信号频谱');
    axis([ 0 50 0 100]);
    figure;
    freqz (b,1,512) ;%数字滤波器频率响应
    

    2.运行结果

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    四、带阻滤波器

    1.滤除5Hz和30Hz

    clear
    clc
    f1=5;%第一个点频信号分量频率
    f2=15;%第二个点频信号分量频率
    f3=30;%第三个点频信号分量频率
    fs=150;
    T=2;%时宽
    n=round(T*fs);%采样点个数
    t=linspace(0,T,n);
    y=cos(2*pi*f1*t)+cos(2*pi*f2*t)+cos(2*pi*f3*t);
    flp=0;
    fhp=30;
    fls=15;
    fhs=25;
    wlp=2*pi*flp/fs;
    whp=2*pi* fhp/fs;
    wls=2*pi*fls/fs;
    whs=2*pi* fhs/fs;
    wc=[(wlp+wls)/(2* pi),(whp+whs)/(2*pi)];
    delta1=wls-wlp;
    delta2=whp-whs;
    delta_w=min(delta1 ,delta2);
    N=ceil(1.8*pi/delta_w); %不同的窗要选择系数不同
    N=N+rem(N,2);
    window=boxcar(N+1); %选择窗函数
    b=fir1 (28, wc,window) ;
    ylb=filter(b,1,y);
    f=linspace(-fs/2,fs/2,n);
    y1=fftshift(fft(y));
    ylb1=fftshift(fft(ylb)) ;
    figure(1)
    subplot(221)
    plot(t,y)
    subplot(222)
    y1=abs(y1);
    plot(f,y1)
    title('原始信号频谱');
    axis([ 0 50 0 100]);
    subplot(223)
    plot(t,ylb)
    subplot(224)
    ylb1=abs(ylb1);
    plot(f,ylb1)
    title('滤波后信号频谱');
    axis([ 0 50 0 100]);
    figure
    freqz (b,1,512) ;%数字滤波器频率响应
    
    

    2.运行结果

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述


    最后

    不定期发布一些matlab设计内容,敬请期待。包括但不限于如下内容:信号处理、通信仿真、gui设计、matlab appdesigner,simulink仿真。有任何有关MATLAB的问题可加QQ:2802009708进行咨询。或扫码进行添加。
    在这里插入图片描述

    展开全文
  • 带通滤波器所使用的归一化变换是将s+1/s代入低通传递函数公式得到高通滤波器的传递函数,如果将这一关系代入高通滤波器则获得一个带阻滤波器。图1表示了高通滤波器频率响应与变换后的带阻滤波器频率响应之间的等效...
  • 带阻滤波器分两类,一类是窄带抑制带阻滤波器(简称窄带阻滤波器),另一类是宽带抑制带阻滤波器(简称宽带阻滤波器)。窄带阻滤波器一般用带通滤波器和减法器电路组合起来实现。窄带阻滤波器通常用作单一频率的陷波...
  • 本文主要讲了典型滤波器的传递函数,下面一起来学习一下
  • 3、带通:是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带阻滤波器的概念相对。一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLC circuit)。这些滤波器也可以用低通...

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    1、低通:(Low-pass filter)是容许低于截止频率的信32313133353236313431303231363533e4b893e5b19e31333366303732号通过,但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。

    2、高通:是一种让某一频率以上的信号分量通过,而对该频率以下的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。其特性在时域及频域中可分别用冲激响应及频率响应描述。

    3、带通:是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带阻滤波器的概念相对。一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLC circuit)。这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生。

    4、带阻滤波器:是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带通滤波器的概念相对。其中点阻滤波器(notch filter)是一种特殊的带阻滤波器,它的阻带范围极小,有着很高的Q值(Q Factor)。

    将输入电压同时作用于低通滤波器和高通滤波器,再将两个电路的输出电压求和,就可以得到带阻滤波器,如下图所示。其中低通滤波器的截止频率 应小于高通滤波器的截止频率 ,因此,电路的阻带为( - )。

    扩展资料

    低通原理利用:

    1、巴特沃斯滤波器

    巴特沃斯滤波器是滤波器的一种设计分类,其采用的是巴特沃斯传递函数,有高通、低通、带通、带阻等多种滤波器类型。巴特沃斯滤波器在通频带内外都有平稳的幅频特性,但有较长的过渡带,在过渡带上很容易造成失真。

    2、切比雪夫滤波器

    切比雪夫滤波器是滤波器的一种设计分类,其采用的是切比雪夫传递函数,也有高通、低通、带通、高阻、带阻等多种滤波器类型。同巴特沃斯滤波器相比,切比雪夫滤波器的过渡带很窄,但内部的幅频特性却很不稳定。

    高通种类:

    1、按照所采用的器件不同分类有源高通滤波器、无源高通滤波器。

    无源高通滤波器: 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。

    有源高通滤波器: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。

    2、按照滤波器的数学特性分为一阶高通滤波器、二阶高通滤波器等。

    展开全文
  • Matlab作为一种常用的大型工程软件,包括数值计算、程序设计、信号处理等多种功能,目前已成为辅助电路分析最为通用的软件之一。实际工作中,当对电路进行分析设计...1 带阻滤波器信号处理中,一般只允许一定频率范...

    Matlab作为一种常用的大型工程软件,包括数值计算、程序设计、信号处理等多种功能,目前已成为辅助电路分析最为通用的软件之一。实际工作中,当对电路进行分析设计时,会涉及到大量的计算,而这些计算十分繁冗。为此,可借助于Matlab本身自带的函数进行编程解决电路计算问题,同时将电路分析中频繁遇到的计算问题编写成函数,以提高电路分析的效率,取得了良好的效果。

    1 带阻滤波器信号处理中,一般只允许一定频率范围的信号通过,而实际信号频率的范围可能较大,这就需要使用带阻滤波器进行信号处理。

    带阻滤波器是指能通过大多数频率分量,但将一定范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,用来抑制一定频段内的信号。带阻滤波器可分为窄带滤波器和宽带阻滤波器。窄带阻滤波器一般用带通滤波器和减法器电路组合起来实现,窄带组滤波器通常用作单一频率的陷波,又称为陷波器。宽带阻滤波器通常用低通滤波器和高通滤波器求和实现。理想带阻滤波器在阻带内的增益为零。带阻滤波器的中心频率f0和抑制带宽BW之间的关系为

    20121023094907295.jpg

    式中,Q为品质因数。fH为带阻滤波器的上限频率。fL为带阻滤波器的下限频率,其中fH>fL。带宽BW越窄,品质因数Q越高。

    2 目标函数分析文中要实现的带阻滤波器函数如下

    20121023094909610.jpg

    20121023094914366.jpg

    对该函数进行分析,可以先分析典型的二阶带通滤波器,其形式如式(4)所示。通过适当的电路形式实现以上函数,且电路中各参数值在要求在标称值范围内将二者进行对比,可发现:当用1减去H(S)时,可得到所需的结构形式。其典型的电路形式如图1所示。

    20121023094914389.jpg    根据虚短虚段原理,可得到该电路图的节点电压方程组

    20121023094914337.jpg

    3 带阻滤波器的电路实现通过以上分析,带阻滤波器在电路的实现形式上,采用带通响应综合成带阻响应,即带通滤波器和减法器组成,得到带阻滤波器电路,其电路形式如图2所示。

    20121023094914633.jpg    将R1之前的带通滤波器输入看作一个整体,记为ud,则根据加法器电路原理有

    20121023094915657.jpg

    4 Matlab参数计算及寻优由上述分析可见,式(13)~式(16)包含7个未知变量,任意确定其中4个参数,该方程组为包含3个未知变量的非线性方程组,手工计算难度较大,且又要使得解析值为电阻或电容的标称值,更使计算量较大,重复性强。但运用Matlab的优化工具箱函数Solve,就能对其方便地求解,Slove函数用来对一般的代数方程,包括非线性和超越方程进行求解,且可以解出关于指定变量的解析方程,该函数相当于对矢量方程等式左边就目标值0,进行寻优求值。for循环语句可以完成重复寻优的工作。寻优的思想是将电阻和电容的标称值作为列表,输入Matlab程序中,每一参数进行寻优,使得每个参数均为标称值。程序流程如图3所示。

    20121023094915654.jpg    在Matlab环境下,编写m文件,实现参数计算以及寻优。

    20121023094915323.jpg

    以上计算机寻优计算,使电容值取定值,电阻值进行寻优,可得到多组解值,表1是在A、B、C都给定的条件下寻到的满足要求的结果,若还要缩小结果的可选范围,可再加入误差范围要求、品质因子等约束条件,使得可选范围缩小,同时还可加入如频谱分析等其他功能。

    5 结果分析对所需要设计的带阻滤波器的传递函数进行了Matlab仿真分析,对传递函数进行分析设计出相应的电路,并通过Matlab对该电路参数进行计算寻优后,应用PSpise电路仿真软件对该电路进行了仿真分析,并记录了实际电路测试的结果。现将3种结果绘制到同一张图上,其结果如图4所示,陷波频率Matlab仿真结果为9.55 Hz,电路Pspise仿真结果为9.568 Hz,实际电路中,由于电容带来的误差,使得实测值会有偏差,实测结果为9.48 Hz,误差度为0.7%,满足使用要求。

    20121023094924774.jpg

    6 结束语带阻滤波器在实际信号处理中应用广泛,而其参数的选取是个计算繁冗、重复性强的过程。文中根据已知带阻滤波器传函,设计相应的实现电路,该电路参数计算较为复杂,加之参数需符合标称值,更导致计算量大、繁琐,重复性强,但运用Matlab的计算功能,可以使问题简单化,且既使带阻滤波器的传函参数发生改变,也只需调整程序中相应的参数即可,使得电路设计过程大幅简化。

    展开全文
  • 滤波器传递函数

    2013-03-28 12:38:09
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  • 低通、高通、带阻、带通四种进本滤波器幅频特性图,可设置通阻频率等。
  • 然后,低通和高通滤波器单独设计,并使其输人端并联,把两个输出相加,就形成了带阻滤波器。  对于全极点滤波器,宽带设计方法适用于截止频率之间的间隔在一倍频程以上的情况,这样在输出端相加时阻带内的相互影响...
  • matlab带阻滤波器设计

    千次阅读 2019-12-19 11:50:33
    MATLAB带阻滤波器设计## ** %程序设计 %任务书中给出的要求为中心频率200Hz,带宽150Hz。 %故设上通带截止频率为110Hz,下通带截止频率290Hz,阻带上限频率140Hz,阻带下限频率260Hz。 %此处仅以Boxcar窗为示例,...
  • 原标题:一次弄懂低通、高通、带通、带阻、状态可调滤波器!低通滤波器1 二阶压控低通滤波器二阶压控低通滤波器电路如图所示,由R1、C1 及R2、C2 分别构成两个一阶低通滤波器,但C1 接输出端,引入电压正反馈,形成压...

空空如也

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带阻滤波器的系统函数