小訊號濾波,訊號濾波器原理

2022-09-21 20:15:03 字數 4420 閱讀 5228

1樓:匿名使用者

1、微弱訊號的放大一定要採取共模差分輸入,切忌採取單端輸入放大。共模差分可以有效地消除共模干擾,特別是因為電源工頻50hz及諧波。在選用放大器時要選用高輸入阻抗,高共模抑制比的晶元。

產生工頻及諧波干擾的主要原因在此。 2、電源系統採用整流橋、7805、7905沒有問題,就是在輸入輸出端一定要用3300uf的電容和0.1uf的電容併聯濾波。

而且要注意電路的負載電流,盡量選用冗餘量大一些,這樣可以避免負載過大產生電源的電壓波動。其實,電源的紋波並不會影響訊號放大(更何況只有4mv),主要是電源的工頻及諧波的共模干擾。變壓器要選用中間抽頭的兩組輸出。

初級和次級間一定要求有遮蔽層。街上10元乙隻的變壓是無法達到效果。 3、對於工頻及諧波的干擾一般很難消除,因此,在放大電路要採取相應的濾波電路。

通常有源濾波電路比較好,如帶通、陷波電路,應用電路很多,自由選取。或者採取軟體數字濾波,可以考慮乙個演算法,來消除干擾。 4、電路佈線。

地線盡量環抱訊號線,形成遮蔽,在有外圍大電流、數位電路時,還要考慮用紫銅遮蔽罩。如果電路中有數字和模擬兩個部分,一定好設計好模擬地和數字地的接觸點,最好是單點連線,切忌形成環路。

訊號濾波器原理

2樓:匿名使用者

濾波是訊號處理中的乙個重要概念。濾波分經典濾波和現代濾波。

經典濾波的概念,是根據富立葉分析和變換提出的乙個工程概念。根據高等數學理論,任何乙個滿足一定條件的訊號,都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。換句話說,就是工程訊號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的,組成訊號的不同頻率的正弦波叫做訊號的頻率成分或叫做諧波成分。

只允許一定頻率範圍內的訊號成分正常通過,而阻止另一部分頻率成分通過的電路,叫做經典濾波器或濾波電路。

實際上,任何乙個電子系統都具有自己的頻頻寬度(對訊號最高頻率的限制),頻率特性反映出了電子系統的這個基本特點。而濾波器,則是根據電路引數對電路頻頻寬度的影響而設計出來的工程應用電路。

用模擬電子電路對模擬訊號進行濾波,其基本原理就是利用電路的頻率特性實現對訊號中頻率成分的選擇。根據頻率濾波時,是把訊號看成是由不同頻率正弦波疊加而成的模擬訊號,通過選擇不同的頻率成分來實現訊號濾波。

當允許訊號中較高頻率的成分通過濾波器時,這種濾波器叫做高通濾波器。

當允許訊號中較低頻率的成分通過濾波器時,這種濾波器叫做低通濾波器。

當只允許訊號中某個頻率範圍內的成分通過濾波器時,這種濾波器叫做帶通濾波器。

理想濾波器的行為特性通常用幅度-頻率特性圖描述,也叫做濾波器電路的幅頻特性。理想濾波器的幅頻特性如圖所示。圖中,w1和w2叫做濾波器的截止頻率。

濾波器頻率響應特性的幅頻特性圖

對於濾波器,增益幅度不為零的頻率範圍叫做通頻帶,簡稱通帶,增益幅度為零的頻率範圍叫做阻帶。例如對於lp,從-w1當w1之間,叫做lp的通帶,其他頻率部分叫做阻帶。通帶所表示的是能夠通過濾波器而不會產生衰減的訊號頻率成分,阻帶所表示的是被濾波器衰減掉的訊號頻率成分。

通帶內訊號所獲得的增益,叫做通帶增益,阻帶中訊號所得到的衰減,叫做阻帶衰減。在工程實際中,一般使用db作為濾波器的幅度增益單位。

低通濾波器

低通濾波器的基本電路特點是,只允許低於截止頻率的訊號通過。

(1)一階低通butterworth濾波電路

下圖a和b是用運算放大器設計的兩種一階butterworth濾波電路的電路。圖a是反相輸入一階低通濾波器,實際上就是乙個積分電路,其分析方法與一階積分電路相同。

基本濾波電路 演示

圖b是同相輸入的一階低通濾波器。根據給定的電路圖可以得到

對濾波器來說,更關心的是正弦穩態是的行為特性,利用拉氏變換與富氏變換的關係,有

下圖是上式rc=2時的幅頻特性和相頻特性波特圖。

rc=2時一階butterworth低通濾波器的頻率響應特性

(2)二階低通butterworth濾波電路

下 圖是用運算放大器設計的二階低通butterworth濾波電路。

二階butterworth低通濾波電路

直接採用頻域分析方法得到

其中k = 1+r1/r2 。令q=1/(3-k),w0=1/rc,則可以寫成

其中k相當於同相放大器的電壓放大倍數,叫做濾波器的通帶增益,q叫做品質因數,w0叫做特徵角頻率。

下圖是二階低通濾波器在rc=2時的波特圖,其中圖a是q>0.707時的效果,圖b是q=0.707時的效果,圖c是q<0.707時的效果。

(a) q>0.707

(b) q=0.707

(c)q<0.707

二階低通濾波器在rc=2時的波特圖

從圖中可以看出,當q>0.707 或q<0.707時,通帶邊沿處會出現比較大的不平坦現象。因此,品質因數表明了濾波器通帶的狀態。一般要求q=0.707。

由此可以得到

這就是二階butterworth濾波器電壓增益得計算0.707公式。令q=0.707,得

0.414r2 = 0.707r1

通常把最大增益倍所對應的訊號頻率叫做截止頻率,這時濾波器具有3db的衰減。利用濾波器幅頻特性的概念,可以得到截止頻率w0 =w =1/rc,即

f =1/2prc

高通濾波器的特點是,只允許高於截止頻率的訊號通過。下圖是二階butterworth高通濾波器電路的理想物理模型。

直接採用頻域分析方法,並令k = 1+r1/r2 ,q =1/(3-k),w0=1/rc,則可以得到二階butterworth高通濾波電路的傳遞函式為

二階butterworth高通濾波電路 演示

高通濾波器

考慮正弦穩態條件下,s=jw,得

二階bbutterworth高通濾波器在頻率響應特性與低通濾波器相似,當q>0.707或q<0.707時,通帶邊沿處會出現不平坦現象。

有關根據品質因數q計算電路電阻引數r1 和r2的方法與二階低通濾波器的計算相同。

同樣,利用濾波器幅頻特性的概念,可以得到截止頻率w0 =w =1/rc,即 f =1/2prc

3樓:匿名使用者

訊號濾波器主要是用作提取與濾波器中心頻率對應的訊號,它和電源濾波器最大的區別是通常不傳輸功率,只是小訊號通常.

4樓:網際網路電子電路

百兆無線路由器網口濾波器的工作原理

請教小訊號(5~10mv)降噪的方法 (初學者提問歡迎鄙視)(有追加)

5樓:霧中馬車伕

在輸出5~10mv加個併聯的0.01瓷片電容,再串聯乙個幾百uh的電感,形成乙個低通濾波器,然後調節分壓比,讓變小的峰值增加到原來的大小

6樓:

用金屬膜電阻,別用碳膜電阻。金屬膜電阻雜訊低。

7樓:匿名使用者

加二級管應該可以吧。這些微小訊號外面應該接遮蔽線,可以抗干擾。一般是10-20k歐吧,試一下吧,我也不是很確定

8樓:鸛巢李

1.阻抗太高容易受干擾;

2.用1k+100歐就ok(嚴格必須900歐+100歐),這種情況沒必要加遮蔽。

9樓:瀟湘客

降低分壓電阻阻值(增加訊號電流);遮蔽分壓網路。

10樓:

要求高的話要用耦合變壓器

請問,小訊號經過無源濾波器後的影響? 如圖,訊號經過無源低通濾波器後電流電壓會有什麼變化嗎?我的意

11樓:

當然應該消耗掉不想要的「功率」(干擾),不然怎麼叫「濾波」呢,就是不想讓某些「波」通過,把它們消耗掉。至於哪些「波」被消耗掉,消耗了多少,只要檢視濾波器的幅頻特性就知道了。

針對正弦小訊號測量,示波器要使用什麼功能來減少雜訊干擾?

12樓:有翅膀的流蘇

正弦小訊號,使用數字濾波功能,將會使雜訊大大減少。通過fft得知,紋波的基波頻率為350hz,存在各種各樣的高頻諧波和雜訊干擾,因此我們選擇低通濾波功能,將截止頻率設為1khz,以保證有效的訊號頻率不被衰減,同時,可以移動濾波的波形顯示位置,將濾波後的波形與原始波形進行對比,另外也可以設定是否顯示原始通道波形。

13樓:知道高高手無敵

低頻小訊號就意味著很容易受高頻毛刺雜訊的干擾,所以消除雜訊干擾是最重要的:

首先,探頭要打到1x檔位,也就是不衰減。有兩點好處:

1x時探頭頻寬不是標稱的頻寬(10x下才是),一般只有6-10mhz的頻寬可以有效過濾高頻雜訊。

10x時探頭對小訊號衰減10倍,而對雜訊又沒有衰減,訊雜比降低,雜訊對訊號的干擾更大了,所以選用1x檔位

其次,探頭的探針一定要接地,不接地雜訊干擾太大,甚至會完全失真。探針盡量接被測試訊號的地線,實在不行才接大地,不能不接地。

最後,數字示波器都有頻寬限制功能,可以把示波器頻寬限制在20mhz,可以有效濾除雜訊。有的數字示波器是有數字濾波功能的,選用低通濾波也可以很好的改善所觀察的波形。

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