信號(hào)調(diào)理處理和記錄課件

5.3信號(hào)的濾波

第五章、測(cè)試信號(hào)調(diào)理技術(shù)濾波器是一種選頻裝置，可以使信號(hào)中特定頻率成分通過(guò)，而極大地衰減其它頻率成分．1濾波器分類（根據(jù)濾波器的選頻作用分）

低通高通帶通帶阻實(shí)驗(yàn)作用:頻率分析、抑制噪聲5.3信號(hào)的濾波第五章、測(cè)試信號(hào)調(diào)理技術(shù)濾波器是一種選2濾波器的串/并聯(lián)

低通濾波器和高通濾波器是濾波器的兩種最基本的形式，其它的濾波器都可以分解為這兩種類型的濾波器。2濾波器的串/并聯(lián)低通濾波器和高通濾波器是濾波器的兩種3理想濾波器

理想濾波器是指能使通帶內(nèi)信號(hào)的幅值和相位都不失真，阻帶內(nèi)的頻率成分都衰減為零的濾波器。低通濾波器對(duì)階躍響應(yīng)的建立時(shí)間和帶寬成反比。通帶愈窄，濾波器的分辨力越高。濾波器的高分辨力和測(cè)量時(shí)快速響應(yīng)的要求是相矛盾的。3理想濾波器理想濾波器是指能使通帶內(nèi)信號(hào)的幅值和相位3.階躍響應(yīng)若濾波器的通頻帶很寬，即fc很大，那么y(t)的圖形將很陡峭，響應(yīng)的建立時(shí)間tb-ta也將很小。反之，若通頻帶窄，則建立時(shí)間就長(zhǎng)。

3.階躍響應(yīng)若濾波器的通頻帶很寬，即fc很大，那么y(t)4實(shí)際濾波器

理想濾波器是不存在的，在實(shí)際濾波器的幅頻特性圖中通帶和阻帶間應(yīng)沒(méi)有嚴(yán)格的界限，存在一個(gè)過(guò)渡帶。

1)紋波幅度d：波動(dòng)幅度d與幅頻特性平均值A(chǔ)0相比應(yīng)小于-3dB。

2)截止頻率fc:幅頻特性值等于0.707A0所對(duì)應(yīng)的頻率．

3)帶寬B和品質(zhì)因數(shù)Q:上下兩截頻間的頻率范圍稱為帶寬，帶寬決定著濾波器分離信號(hào)中相鄰頻率成分的能力。中心頻率和帶寬之比稱為品質(zhì)因數(shù)Q，Q越大，濾波器的分辨力越高。4實(shí)際濾波器理想濾波器是不存在的，在實(shí)際濾波器的幅頻4)倍頻程選擇性W:指在上截止頻率fc2與2fc2之間，幅頻特性的衰減值，即頻率變化一個(gè)倍頻程時(shí)的衰減量，以dB表示。5)

濾波器因數(shù)(或矩形系數(shù))濾波器選擇性的另一種表示方法是用濾波器幅頻特性的-60dB帶寬與-3dB帶寬的比值，即

4)倍頻程選擇性W:指在上截止頻率fc2與2fc2之間，幅4RC無(wú)源濾波器

在測(cè)試系統(tǒng)中，常用RC濾波器。因?yàn)檫@一領(lǐng)域中信號(hào)頻率相對(duì)來(lái)說(shuō)不高。而RC濾波器電路簡(jiǎn)單，抗干擾強(qiáng)，有較好的低頻性能，并且選用標(biāo)準(zhǔn)阻容元件。

1)一階RC低通濾波器

4RC無(wú)源濾波器在測(cè)試系統(tǒng)中，常用RC濾波器。因?yàn)檫@2)一階RC高通濾波器

2)一階RC高通濾波器3)RC帶通濾波器

可以看作為低通濾波器和高通濾波器的串聯(lián)

高通低通3)RC帶通濾波器可以看作為低通濾波器和高通濾波器的串聯(lián)1/3倍頻程濾波器1/3倍頻程濾波器恒帶寬、恒帶寬比濾波器

實(shí)際濾波器頻率通帶通常是可調(diào)的，根據(jù)實(shí)際濾波器中心頻率與帶寬之間的數(shù)值關(guān)系，可以分為兩種。1)恒帶寬比濾波器

恒帶寬、恒帶寬比濾波器實(shí)際濾波器頻率通帶通常是可調(diào)的，2)恒帶寬濾波器

恒帶寬濾波器不宜作成定中心頻率的，一般利用一個(gè)定帶寬的定中心頻率的濾波器，加上一個(gè)可變參考頻率的差頻變換器,來(lái)適應(yīng)各種不同中心頻率的定帶寬濾波的要求常用恒帶寬濾波器有相關(guān)濾波和變換跟蹤濾波兩種。2)恒帶寬濾波器恒帶寬濾波器不宜作成定中心頻率的，一般利濾波器的應(yīng)用6濾波器的應(yīng)用超門限報(bào)警

案例：旅游索道鋼纜檢測(cè)濾波器的應(yīng)用6濾波器的應(yīng)用超門限報(bào)警案例：旅游索道鋼纜檢5.3信號(hào)的濾波

由案例提煉的典型實(shí)驗(yàn)：鋼管無(wú)損探傷濾除信號(hào)中的零漂和低頻晃動(dòng)，便于門限報(bào)警實(shí)驗(yàn)5.3信號(hào)的濾波由案例提煉的典型實(shí)驗(yàn)：鋼管無(wú)損探傷濾除5.3信號(hào)的濾波

案例：機(jī)床軸心軌跡的濾波處理

5.3信號(hào)的濾波案例：機(jī)床軸心軌跡的濾波處理

5.3信號(hào)的濾波

案例：機(jī)床軸心軌跡的濾波處理濾除信號(hào)中的高頻噪聲，以便于觀察軸心運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)

5.3信號(hào)的濾波案例：機(jī)床軸心軌跡的濾波處理濾除信號(hào)5.3信號(hào)的濾波

思考題：

1信號(hào)調(diào)理的內(nèi)容和目的？2信號(hào)放大電路的種類，如何根據(jù)傳感器輸出特性選擇合適的放大電路？3信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的種類？4幅度調(diào)制與解調(diào)的原理？5調(diào)幅波的失真，如何消除？6信號(hào)濾波器的種類？7如何根據(jù)測(cè)試