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LC滤波器输出波形主要跟电感值、电容值和输出电流值有关。通常逆变器的输入电压为12V、24V、36V、48V也有其他输入电压的型号，而输出电压一般多为220V，当然也有其他型号的可以输出不同需要的电压。逆变器的价格和好坏主要是下面参数决定的：输出功率、转换效率、输出波形质量。只要比较一下这些参数就知道这款逆变器质量如何了。逆变器是一种常用设备，只要是属于常用型号，一般在电气维修点以及几乎所有的电子市场都会有售的，而且只要是技术还可以的电气维修店都是可以维修的，电子市场就更可以维修了。如果是非常用型号或者功率很大的情况下就只能去电子市场或者网上定制了。逆变器是把直流电能转换为交流电能（一般情况下为220V,50Hz的正弦波）的设备。它与整流器的作用相反，整流器是将交流电能转换为直流电能。逆变器由逆变桥、控制单元和滤波电路组成。广泛应用于空调、电动工具、电脑、电视、洗衣机、冰箱，、按摩器等电器中。逆变器在选择和使用时必须注意以下几点：1）直流电压一定要匹配；每台逆变器都有标称电压，如12V，24V等，要求选择蓄电池电压必须与逆变器标称直流输入电压一致。如12V逆变器必须选择12V蓄电池。2）逆变器输出功率必须大于用电器的最大功率；尤其是一些启动能量需求较大的设备，如电机、空调等，需要额外留有功率裕量。3）正负极必须接线正确逆变器接入的直流电压标有正负极。一般情况下红色为正极（+），黑色为负极（—），蓄电池上也同样标有正负极，红色为正极（+），黑色为负极（—），连接时必须正接正（红接红），负接负（黑接黑）。连接线线径必须足够粗，并且应尽可能减少连接线的长度。4）充电过程与逆变过程不能同时进行，以避免损坏设备，造成故障。5）逆变器外壳应正确接地，以避免因漏电造成人身伤害。6）为避免电击伤害，严禁非专业人员拆卸、维修、改装逆变器。
1. 通常 100uH 电感的 RDC 都会超过 5 欧姆, 会影响窄带滤波器 的 Q 值, 电感小 RDC 会比较小, 建议用小一点的电感, 但是 电感变小, 电容要变大, 窄带滤波器的中心频率才能维持在25KHz, 电容到 uF 级以上, 尽量用 MLCC 的, 不要选择电解电容.2. 如果还是不能达到 窄带 目标, 建议用二级, 二个相同电路串
线路设计完全错误！1，你需要设计的是带通还是高通？ 你显示出来的是带通，然而你文字描述是高通2，你滤波器有无增益需要（放大功能?）3, 如果是带通你的Q值需要多少？ 中心频率/BW（带宽）
有一个公式：BW=fo/Qfo是中心频率，BW是带宽，Q是这个LC回路有（有载）Q值。有载Q值比空载Q要低。我们看一下你的要求：中心频率fo=1MHz ，而带宽BW=600Hz，根据上面公式可知，该LC回路的有载Q值要达到1667。就这一点，目前你是没法达到的。如果你能做出Q值2000以上的电感，进行后面的计算才有意义。
带通滤波器是一种只允许特定频率通过而抑制其他频率信号的电路。由于其对信号的选择性，它被应用于电子设计中。例如，RLC 谐振回路是一个模拟带通滤波器。带通滤波器是指可以通过某个频率范围内的频率分量，但将其他范围内的频率分量衰减到低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相反。 为了获得较好系统性能，带通滤波器的插入损耗须相对于它保持平坦。ADG904-R开关的插入损耗平坦，因此是该电路的理想选择。关断隔 离是决定该电路性能的另一个很重要的参数。ADG904-R具有出色的关断隔 离特性，其值在200 MHz以下大于-50 dB。 为了实现输入端口到输出端口的大隔 离，滤波器下方有一个接地槽。提隔 离度有助于实现足够的带外衰减和小的带内纹波。每个滤波器的输入端口和输出端口均已匹配 50 Ω。为了进一步提隔 离度，将滤波器与开关和射频边缘连接器连接的50Ω传输线设计为共面波导。 通用优化器对于滤波器设计并不是特别有用，除非它们可以使用定义滤波器即佳响应的数学基础。无损切比雪夫滤波器的即佳性能是通带中间纹波插入损耗和回波损耗响应。因此，如果优化器能够不断地找到相等的纹波响应，则优化器可以地使用。 带通滤波器的中心频率为 28 GHz（3GPP 频带 n257）。该结构基于单个线性腔，采用叉指排列，在距中心频率 800 MHz 处实现 30 dB 抑制，带内回波损耗为 20 dB。带内纹波设置为 0.044 dB。 根据这些规范，确定预期的插入损耗和重要的滤波器阶数。
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xilinx公司的FPGA/CPLD，ISE，不过不太容易学
概述有源电力滤波器能够利用电力电子器件IGBT及其相关电路，对系统谐波源进行跟踪抵消补偿，即按系统的谐波分量发出一个大小相等方向相反的谐波分量，以抵消原谐波分量。APF和无源滤波虽然都是对系统进行谐波滤波，但滤波原理上是不一样的，无源滤波是利用电容与电感的谐振频率将系统谐波源分流。APF是将系统谐波抵消，理论上讲，电容滤波不可能将谐波全部滤除（因为那样所有谐波电流、电压都将从电容柜走，电容柜是吃不消的）。而APF可以将系统谐波全部抵消掉，滤波效果更好。应用范围有源电力滤波器应用广泛，主要应用场合有配有变频设备等类似负载的场合、配有不稳定负载的场合、轨道交通、石油化工、海洋石油、汽车制造、机械重工、污水处理、采矿冶炼、市政工程、电信银行、医院、智能建筑、会议中心、游乐中心、水泥、电子、造纸、橡胶、半导体、钢铁厂、有色金属冶炼、电气化铁路等等。特点具备快速、完全的故障自检功能，包括市电欠压或过压、母线 过压或过流、风扇故障、功率器件过温、输入保险丝熔断等各种故障自检，所有故障均通过LCD显示屏及LED运行状态灯发出告信号，同时机器自动采取相对应的操作保护系统。 监控系统在供电或断电情况下可保存500条故障记录，便于分析原因及排除故障。能抑制电压闪变、补偿三相不平衡、提高功率因数。并联安装方式，安装简单，体积小。相比较无源滤波器而言，有源电力滤波器不是通过建立一个谐波通路滤波，因此，有源滤波器能够将谐波的畸变功率这部分完整地节约下来，由此保证用户端得到直接的节能收益。谐波补偿，可同时滤除2~50次谐波电流。滤波能力在任何负载情况下，补偿后的系统电流THDi＜3%；电感上的开关频率为21.6KHz，补偿谐波次数为2-50次。完善的模块并联技术，支持多台并联运行。参数额定谐波补偿容量：50A/100A/150A/200A。频率：50/60±5Hz（可设置）。效率：高达97.5%。存储温度：-20℃~+70℃。冷却方式：智能冷风。
曹培培发布时间: 2019-01-04 浏览次数:[1697]曹培培 讲师曹培培 1986年9月18日生，江苏涟水人，工学硕士，博士在读，淮阴师范学院物理与电子电气工程学院讲师。先后参与了淮安市科技支撑项目两项，参与国防科技创新特区专项一项，先后指导大学生创新实践项目一项。先后在《IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences》、《Advanced Materials Research》、《淮阴师范学院学报》、《信息通信》等期刊发表论文十余篇，申请国家发明专利3项，申请并授权实用新型专利多项；先后获校课件比赛三等奖、优秀班主任奖，指导大学生毕业设计获校级优秀论文一项。研究方向：低频通信、信号与信息处理主要经历：19865年9月18日生，江苏涟水人。2009年6月毕业于江苏师范大学，获得工学学士学位。2011年7月毕业于上海海事大学，获得工学硕士学位。2011年8月于淮阴师范学院工作。2015年4月晋升讲师职称。2017年9月在南京理工大学电子工程与光电技术学院攻读博士学位，授业恩师是王华力教授。讲授课程：1．模拟电子技术（本科生主干课），2014—20172．数字电子技术（本科生主干课），2012—20163．MATLAB与系统仿真（本科生主干课），2011—20174．电子系统设计（本科生主干课），2013—20165．电子测量与技术（本科生专选课），2011—20126．光电识别技术（本科生专选课），2014—2015主要科研项目：1.淮安市科技局工业支撑项目(重点研发计划)子项目，参与，《新能源汽车动力控制系统及能量储存变换相关技术研究之课题3：新能源汽车大功率永磁同步电机控制器的开发与研制》（HAG201607），在研。2.淮安市科技局工业支撑项目，参与，《并联型有源电力滤波器的研制与开发》（HAG2013006），已结项。3.国防科技创新特区专项，参与，《基于电离层非线性耦合的宽带低频通信技术研究》，在研。代表性科研成果：1.一种便于安装的大功率同步电机控制器。实用新型专利，专利号：ZL201711191926016062652.一种新型门禁系统。实用新型专利，专利号：ZL201710191105394732253.《Simulation of DC-Side Voltage for Shunt Active Power Filter with Fuzzy PI Controller》,《Advanced Materials Research》，2014,1049-1050:771-774（EI收录）。4.《一种基于边缘检测的图像去噪优化方法》，《信息通信》，2014年第3期：208-209。5.《有源电力滤波器的自适应滞环电流跟踪策略》，《淮阴师范学院学报》，2013,3(1)：12-16。荣誉及获奖：1. 2013年校课件比赛三等奖。2. 2015年指导大学生毕业设计获校级优秀论文。3. 2014年优秀班主任。联系方式：
图中电压互感器A、B、C相的输出电压即与一次侧的相电压相对应，接法正确。p-q分解法中如果运用相电压计算，则对应功率为单相功率P+jQ，如果运用线电压则对应三相功率和～
全国名字叫曹培培的人很多
大学是干嘛的地方？无论多高的学历和职称，不会设计、制造教具，不会设计、制造教学仪器，不会维修仪器和设备；用你父母的钱进口教学仪器模仿了委托工厂仿制就是佼佼者；用你父母的钱请校外的人来维修设备、从校外采购配件；用你父母的钱请教学仪器生产企业提供教学实验讲义，将作者填上他们的名字就有教学突出成就奖；教你背诵的公式和外语，永远也比不上美国麻省理工学院在网上公开的教材内容。学生也不要埋怨学费贵，除了上面教师的原因，你们自己的基础实验、专业课就上的迷迷糊糊的，高额投资下的创新实验项目、挑战杯、科技竞赛、毕业论文、商业开发，都见不得阳光，将真金白银变成了一堆堆的垃圾！！！！
液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入，控制大功率的液压能（流量与压力）输出，并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下： 1）明确设计要求：充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求，并应详细分析负载条件。 2）拟定控制方案，画出系统原理图。 3）静态计算：确定动力元件参数，选择反馈元件及其它电气元件。 4）动态计算：确定系统的传递函数，绘制开环波德图，分析稳定性，计算动态性能指标。 5）校核精度和性能指标，选择校正方式和设计校正元件。 6）选择液压能源及相应的附属元件。 7）完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤，进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统，所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 4.1 全面理解设计要求 4.1.1 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分，它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统，除了应能够承受最大轧制负载，满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程，调节速度和控制精度等要求外，执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束，结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统，必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况，并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识，使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 4.1.2 明角设计系统的性能要求 1）被控对象的物理量：位置、速度或是力。 2）静态极限：最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3）要求的控制精度：由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节（如摩擦力、死区等）以及传感器引起的系统误差，定位精度，分辨率以及允许的飘移量等。 4）动态特性：相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定，响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定； 5）工作环境：主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求； 6）特殊要求；设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 4.1.3 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择，所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载（如静摩擦、动摩擦等）以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 4.2 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后，可根据不同的控制对象，按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案，方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制：阀-液压缸，阀-液压马达2.容积控制：变量泵-液压缸；变量泵-液压马达；阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它：步近式力矩马达 4.3 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次，它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外，动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配，以保证系统的功耗最小，效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积（或液压马达排量）、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时，还应包括齿轮的传动比。 4.3.1 供油压力的选择 选用较高的供油压力，在相同输出功率条件下，可减小执行元件——液压缸的活塞面积（或液压马达的排量），因而泵和动力元件尺寸小重量轻，设备结构紧凑，同时油腔的容积减小，容积弹性模数增大，有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加，由于受材料强度的限制，液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势，元件的加工精度也要求提高，系统的造价也随之提高。同时，高压时，泄漏大，发热高，系统功率损失增加，噪声加大，元件寿命降低，维护也较困难。所以条件允许时，通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa，可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 4.3.2 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述，动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外，还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 （1）动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ－FL平面上，所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性，见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a）供油压力变化；b）伺服阀容量变化；c）液压缸面积变化 图中 FL——负载力，FL=pLA； pL——伺服阀工作压力； A——液压缸有效面积； υ——液压缸活塞速度， ； qL——伺服阀的流量； q0——伺服阀的空载流量； ps——供油压力。 由图37可见，当伺服阀规格和液压缸面积不变，提高供油压力，曲线向外扩展，最大功率提高，最大功率点右移，如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变，加大伺服阀规格，曲线变高，曲线的顶点A ps不变，最大功率提高，最大功率点不变，如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变，加大液压缸面积A，曲线变低，顶点右移，最大功率不变，最大功率点右移，如图37c。 （2）负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ－FL平面上，画出动力元件输出特性曲线，调整参数，使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线，即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中，曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切，符合负载最佳匹配条件，而曲线1、3上的工作点α和b，虽能拖动负载，但效率都较低。 （3）负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 （4）近似计算法在工程设计中，设计动力元件时常采用近似计算法，即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上，限定 FLmax≤pLA= ，并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的，这样液压缸的有效面积可按下式计算： （37） 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后，可计算负载流量qL，即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便，然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能，但传递效率稍低。 （5）按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说，功率损耗不是主要问题，可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （38） 二边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （39） 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的（5～10）倍来确定。对一些干扰力大，负载轨迹形状比较复杂的系统，不能按上述的几种方法计算动力元件，只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时，只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D，负载力FL换成负载力矩TL，负载速度换成液压马达的角速度 ，就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时，应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是：在满足液压固有频率的要求下，传动比最小，这就是最佳传动比。 4.3.3 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL（即要求伺服阀输出的流量）计算得到的伺服阀空载流量q0，即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素，所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外，在选择伺服阀时，还应考虑以下因素： 1）伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀，因为这类阀具有较高的压力增益，可使动力元件有较大的刚度，并可提高系统的快速性与控制精度。 2）伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍，以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3）伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小，保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4）其它要求，如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等，都有一定要求。 4.3.4 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件，直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计，除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A（或液压马达排量D）的最佳值外，还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 4.4 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量，反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力（或压力）传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统，作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度，因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5～10倍，这是为了给系统提供被测量的瞬时真值，减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求，因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 4.5 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数，即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式，只要把相应的符号变换一下即可。 4.6 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数，求出波德图。在绘制波德图时，需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时，开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数，曲线的形状不变，其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性，在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低，来获得与闭环系统要求相适应的K值。 4.6.1 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知，不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此，可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 4.6.2由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道，当ζh和K/ωh都很小时，可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率，即ω-3dB≈ωc，所以可绘制对数幅频曲线，使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值，如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a）0型系统；b）I型系统 4.6.3 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图，同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K，往往要综合考虑，尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 4.7 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后，可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求，则应调整参数，重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿，改变系统的开环频率特性，直到满足系统的要求。 4.8 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后，可以通过计算机对该系统进行数字仿真，以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件，如Matlab软件，很适合仿真分析。
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Along with the information time and the digital world arrival, thedigital signal processing oneself obtained the widespread applicationin the multitudinous domain. The filter is the signal processing maincontent, the main application in signal in filter, examination andparameter technology and so on estimate, uses the most widespread onekind of system. The IIR numeral filter is a kind of important filter, it uses thelower step number to be allowed to realize the very good frequencyselection characteristic, therefore in the correspondence, thepronunciation signal processing, HDTV, the biomedicine as well as theseismic survey and so on many aspects all obtained the widespreadapplication. This article mainly to the IIR numeral filter elementary theory, theperformance characteristic and the design method has carried on thecomprehensive analysis; And under the MATLAB platform, conducts theresearch to the IIR numeral filter each design method, mainlyincludes: Pulse response not political reform, 双线性 method oftransformation and direct design law. And above this foundation,separately has carried on the spectral analysis after the noisepollution electrocardiogram signal and the sound signal, and accordingto the signal frequency spectrum characteristic computation filterparameter target, designs the corresponding IIR numeral filter, hascarried on the filter experiment.一定是这个,相信我!! 投我 给我分 哦!!
2 adjustable parameter FIR filter system hardware designThis design using the FPGA parallel structure, the speed of operation characteristics and properties of high-speed reliable USB2.0 interface, designed a FPGA USB2.0 + + computer of FIR digital filter system, the FPGA swiftness and computer flexibility by USB2.0 bus organically, structure diagram fig.03 shows. On one hand, the computer will be calculated by USB2.0 total line configuration parameters and FPGA, in order to achieve different window, different cut-off frequency of FIR filters. On the other hand, using 10 A/D converter frequency-field on signal, digital signal input to the FPGA device, in the FPGA device of FIR filter, after filtering through the data transmission USB2.0 bus to the computer.2, 1 A/D conversion moduleA/D conversion module's main function is to simulate digital signal, and then sent into the FPGA in digital signal processing. A/D conversion module chart shown in figure 4, analog signal disposal, then all the A/D converter FPGA under the control of the will of the signal after converting digital signal, the power supply module provides 5V and 3.3 for chip. V2.1.1 signal circuitThe system USES A/D conversion chip of the total value of the analog input signal voltage output, for some + 2V analog signal range incompliance with A/D conversion chip requirements, in order to expand the scope of application system, so the A/D conversion before signal disposal. Regulate is amplified, buffer or calibration analog signals, make its suitable mode converter (ADC) / input. This work is the key to select op-amp.Design for two signal circuit voltage circuit, followed by low power voltage feedback type AD8052 amplifier. Signal circuit as shown in figure 5. Theamplifier input voltage range - 4V ~ 0.2 V. 8 feet for working voltage, the single power supply, make its + 5V normal work. According to the input Signal for Signal, the circuit diagram, the output voltage range Sigin AD can make A/D conversion chips working normally.2.1.2 A/D conversion circuitA/D circuit in the selection of input to the sampling period, the system simulation signal acquisition. Considering the flexibility and later upgrade system, the design of A/D conversion chip USES accuracy of 10, sampling rate is highest, the lowest 20kHz 40MHz for the AD9203 chip.AD9203 AD companies is A single channel, low voltage of high-speed A/D conversion chip. It is stable and reliable, and the precision in the sampling range, bandwidth basic maintained 10 precision, The sampling rate in 40MHz, effective digit position, still reach 9.55 ± 0.25 differential nonlinearity LSB and signal-to-noise ratio and the distortion degree in 59dB around. The more flexible working voltage AD9203, allowing 2.7 V - 3.6 V scope changes, particularly suitable for portable devices in low voltage under high-speed operation. A/D circuit as shown in figure 6. ADSigin analog signals by 25 feet input, the transformation from the FPGA provide ADCLK clock from 15 feet after conversion, the input signal ADD0 ~ 10 digits ADD9 by 3 ~ 12 feet in the output to the FPGA, FPGA in digital signal processing.2.2 power circuitDue to the external power supply voltage, provide for 5V and A/D conversion chip AD9203 working voltage and FPGA I/O working voltage is 3.3 V, therefore the voltage circuit design, realization from 3.3 V to 5V voltage conversion. Using the voltage conversion chips for LT1587CM - 330, connections as shown in figure 7. In the design, circuit 2Amax joined the fuse, in order to prevent excessive current and burned-out circuit.230 FPGA design moduleThe FPGA module is the core, bearing filter system for all the digital circuit. In the design process, emphasizes on the concept of system, the FPGA realizing the system platform on which need all digital logic, including the adder on time-multiplier, buffer, and Phase locked Loop (PLL - and Phase lock Loop), the USB interface logic, etc. So that the system is fully programmable digital part only, adjustable state can be updated FPGA program according to requirements, strong adaptability and flexibility.
数字滤波器是对数字信号进行滤波处理以得到期望的响应特性的离散时间系统。作为一种电子滤波器，数位滤波器与完全工作在模拟信号域的模拟滤波器不同。数位滤波器工作在数字信号域，它处理的对象是经由采样器件将模拟信号转换而得到的数字信号。Digital filter is filtered to digital signal processing to achieve the desired response characteristics of discrete-time system. As a kind of electronic filters, digital filter and all work in analog signals domain simulation filter is different. Digital filter work in digital signal domain, it handles objects through sampling device is analog signal conversion for digital signals. 数位滤波器的工作方式与模拟滤波器也完全不同：后者完全依靠电阻、电容、晶体管等电子元件组成的物理网络实现滤波功能；而前者是通过数字运算器件对输入的数字信号进行运算和处理，从而实现设计要求的特性。Digital filter way of working and simulation filter also completely different: the latter depend entirely on the resistor, capacitor, transistor, and other electronic components of physical network realization filter function; While the former is through digital computing devices for the entry of digital signal calculations and processing, thus realize the requirement of design characteristics. 数位滤波器理论上可以实现任何可以用数学算法表示的滤波效果。数位滤波器的两个主要限制条件是它们的速度和成本。数位滤波器不可能比滤波器内部的计算机的运算速度更快。但是随着集成电路成本的不断降低，数位滤波器变得越来越常见并且已经成为了如收音机、蜂窝电话、立体声接收机这样的日常用品的重要组成部分。Digital filter theory can achieve any can use mathematical algorithm the filtering effect said. Digital filter's two main constraints is their speed and cost. Digital filter impossible internal computer than filter the faster. But as the integrated circuit costs continue to reduce, digital filter is becoming more and more common and has become such as radio, cell phones, stereo receivers such an important part of daily articles. 数位滤波器一般由寄存器、延时器、加法器和乘法器等基本数字电路实现。随着集成电路技术的发展，其性能不断提高而成本却不断降低，数位滤波器的应用领域也因此越来越广。按照数位滤波器的特性，它可以被分为线性与非线性、因果与非因果、无限脉冲响应（IIR）与有限脉冲响应（FIR）等等。其中，线性时不变的数字滤波器是最基本的类型；而由于数字系统可以对延时器加以利用，因此可以引入一定程度的非因果性，获得比传统的因果滤波器更灵活强大的特性；相对于IIR滤波器，FIR滤波器有着易于实现和系统绝对稳定的优势，因此得到广泛的应用；对于时变系统滤波器的研究则导致了以卡尔曼滤波为代表的自适应滤波理论Digital filter generally by registers, delay device, on time-multiplier adder and basic digital circuit implementation. Along with the development of the integrated circuit technology, its with improving performance and cost is lower, digital filter application fields and therefore more and more widely. According to the characteristics of digital filter, it can be divided into linear and nonlinear, causal and the causal, infinite impulse response (IIR) and finite impulse response (FIR), etc. Among them, when the constant linear digital filter is the most basic type; And as a result of digital system can use them to delay device, so can introduce some degree of the causality, get more than traditional causal filter the characteristics of flexible strong; Relative to IIR filter, FIR filters have easy to realize and system is stable advantage, so widely applied; For time-varying system filter research is caused by kalman filter, as a representative of the adaptive filter theory 特性characteristics 数字滤波器具有比模拟滤波器更高的精度，甚至能够实现后者在理论上也无法达到的性能。例如，对于数字滤波器来说很容易就能够做到一个 1000Hz 的低通滤波器允许 999Hz 信号通过并且完全阻止 1001Hz 的信号，模拟滤波器无法区分如此接近的信号。Digital filters with higher precision than analog filter, even can realize the latter in theory cannot achieve performance. For example, it is very easy for digital filter is able to do a 1000Hz allowed the low-pass filter and completely prevent 999Hz signal through 1001Hz signal, the simulation filter can't distinguish so close to signal. 数字滤波器相比模拟滤波器有更高的信噪比。这主要是因为数字滤波器是以数字器件执行运算，从而避免了模拟电路中噪声（如电阻热噪声）的影响。数字滤波器中主要的噪声源是在数字系统之前的模拟电路引入的电路噪声以及在数字系统输入端的模数转换过程中产生的量化噪声。这些噪声在数字系统的运算中可能会被放大，因此在设计数字滤波器时需要采用合适的结构，以降低输入噪声对系统性能的影响。Digital filters with a higher than analog filter SNR. This is mainly because digital filter based on digital devices perform operation so as to avoid the analog circuits noise (such as resistors thermal noise) influence. Digital filters the main noise source is in digital system introduced before the analog circuit noise and in digital system input to produce analog-to-digital conversion of quantization noise. These noise in digital system in the operations of may be amplified, so in design digital filter can be used to reduce the appropriate structure of input noise effect the performance of the system. 数字滤波器还具有模拟滤波器不能比拟的可靠性。组成模拟滤波器的电子元件的电路特性会随着时间、温度、电压的变化而漂移，而数字电路就没有这种问题。只要在数字电路的工作环境下，数字滤波器就能够稳定可靠的工作。Digital filter also has not reliability simulation filter. Of analog filter circuits characteristic of electronic components with time, temperature, voltage change and drift, and digital circuit is no such problem. As long as the work environment in a digital circuit, digital filters can stable and reliable work. 由于奈奎斯特采样定理（en:Nyquist sampling theorem），数字滤波器的处理能力受到系统采样频率的限制。如果输入信号的频率分量包含超过滤波器1/2采样频率的分量时，数字滤波器因为数字系统的“混叠”而不能正常工作。如果超出1/2采样频率的频率分量不占主要地位，通常的解决办法是在模数转换电路之前放置一个低通滤波器（即抗混叠滤波器）将超过的高频成分滤除。否则就必须用模拟滤波器实现要求的功能。Because Nyquist sampling theorem Nyquist sampling theorem (en: the processing, digital filters) sampling frequency by system of ability to limit. If the input signal frequency component contains more than filter 1/2 sampling frequency component, digital filters for digital systems "aliasing" and can't work normally. If exceed 1/2 sampling frequency frequency weight not predominant, usually solution is placed in frequency-field circuit before one low-pass filter (namely fight aliasing filter) will exceed filter the high frequency components. Otherwise we must realize with the simulated filter required functions. 类型type IIR滤波器与FIR滤波器参见：IIR滤波器、FIR滤波器、滤波器设计IIR filter and FIR filters filter, IIR h.a.crosby FIR filters, filter design 线性移不变的数字滤波器包括无限长脉冲响应滤波器（IIR滤波器）和有限长脉冲响应滤波器（FIR滤波器）两种。这两种滤波器的系统函数可以统一以Z变换表示为：Linear moving constant digital filter, including an infinite long impulse response filter (IIR filter) and limited long impulse response filter (FIR filter) two kinds. These two kinds of filter system function can be unified with Z transformation expressed as: 当时，M就是IIR滤波器的阶数，表示系统中反馈环的个数。由于反馈的存在，IIR滤波器的脉冲响应为无限长，因此得名。若A(z) = 1，则系统的脉冲响应的长度为N+1，故而被称作FIR滤波器。At the time, M is the order number IIR filter, said the number of feedback loops in the system. Due to the existence of IIR filter, feedback the impulse response to an infinite long, therefore the name. If A (z) = 1, it is the length of the impulse response system for N + 1, so called FIR filter. IIR滤波器的优点在于，其设计可以直接利用模拟滤波器设计的成果，因为模拟滤波器本身就是无限长冲激响应的。通常IIR滤波器设计的过程如下：首先根据滤波器参数要求设计对应的模拟滤波器（如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等等），然后通过映射（如脉冲响应不变法、双线性映射等等）将模拟滤波器变换为数字滤波器，从而决定IIR滤波器的参数。IIR滤波器的重大缺点在于，由于存在反馈其稳定性不能得到保证。另外，反馈还使IIR滤波器的数字运算可能溢出。The advantages of IIR filter is that its design can directly using simulation filter design results, because analog filter itself is an infinite long impulse response. Usually IIR filter design process are as follows: first of all, according to the requirements of the design parameters of the corresponding filters simulated filter (such as bart hepworth filter, chebyshev filters, etc), and then by mapping (such as pulse response don't strain and bilinear map, etc.) will transform into digital filter simulated filter, to decide IIR filter parameters. The major disadvantage is IIR filter, because it has feedback its stability cannot be guaranteed. In addition, feedback still make IIR filter number operations may overflow. FIR滤波器最重要的优点就是由于不存在系统极点，FIR滤波器是绝对稳定的系统。FIR滤波器还确保了线性相位，这在信号处理中也非常重要。此外，由于不需要反馈，FIR滤波器的实现也比IIR滤波器简单。FIR滤波器的缺点在于它的性能不如同样阶数的IIR滤波器，不过由于数字计算硬件的飞速发展，这一点已经不成为问题。再加上引入计算机辅助设计，FIR滤波器的设计也得到极大的简化。基于上述原因，FIR滤波器比IIR滤波器的应用更广。FIR filter is the most important advantages, because they do not exist system poles, FIR filters is absolutely stable system. FIR filter also ensures that the linear phase in signal processing, this also is very important. In addition, because do not need feedback, the realization of FIR filters than IIR filter simple. FIR filter's weakness is its performance as the same order number IIR filter, but due to the rapid development of digital computing hardware, this is not a problem. Plus introducing computer aided design, the design of FIR filters have also been great simplified. Based on the above reasons, FIR filters the application of IIR filter than more widely.
摘要《数字信号处理》课程是一门理论性和实践性都很强， 它具备高等代数、数值分析、概率统计、随机过程等计算学科的知识; 要求我们学生掌握扎实的基础知识和理论基础。 又是跟其他学科密切相关，即与通信理论、计算机、微电子技术不可分，又是人工智能、模式识别、神经网络等新兴学科的理论基础之一。 本次数字滤波器设计方法是基于MATLAB的数字滤波器的设计。此次设计的主要内容为：IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的设计关键词：IIR、FIR、低通、高通、带阻、带通Abstract"Digital Signal Processing" is a theoretical and practical nature are strong, and it has advanced algebra and numerical analysis, probability and statistics, random process such as calculation of discipline knowledge; requires students to acquire basic knowledge and a solid theoretical basis. Is closely related with other subjects, namely, and communication theory, computers, microelectronics can not be separated, but also in artificial intelligence, pattern recognition, neural network theory one of the emerging discipline. The digital filter design method is based on MATLAB for digital filter design. The main elements of design: IIR and FIR digital filter design of digital filter Key Words: IIR, FIR, low pass, high pass, band stop, band pass目录一、 前言 3二、 课程设计的目的 3三、 数字信号处理课程设计说明及要求 3四、 滤波器的设计原理 44.1 数字滤波器简介 44.2 IIR滤波器的设计原理 44.3 FIR滤波器的设计原理 54.4 FIR滤波器的窗函数设计法 6五、 设计内容 65.1 设计题目： 65.2设计程序代码及结果： 7六、 结束语 15七、 参考文献 16一、 前言 数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为今一门极其重要的学科和技术领域。数字信号处理在通信语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理应用中，数字滤波器十分重要并已获得广泛应用。二、 课程设计的目的1) 三、 数字信号处理课程设计说明及要求所需硬件：PC机四、 滤波器的设计原理4.1 数字滤波器简介 数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。可以设计系统的频率响应，让它满足一定的要求，从而对通过该系统的信号的某些特定的频率成分进行过滤，这就是滤波器的基本原理。如果系统是一个连续系统，则滤波器称为模拟滤波器。如果系统是一个离散系统，则滤波器称为数字滤波器。信号 通过线性系统后，其输出 就是输入信号 和系统冲激响应 的卷积。除了 外， 的波形将不同于输入波形 。从频域分析来看，信号通过线性系统后，输出信号的频谱将是输入信号的频谱与系统传递函数的乘积。除非 为常数，否则输出信号的频谱将不同于输入信号的频谱，某些频率成分 较大的模，因此， 中这些频率成分将得到加强，而另外一些频率成分 的模很小甚至为零， 中这部分频率分量将被削弱或消失。因此，系统的作用相当于对输入信号的频谱进行加权。4.2 IIR滤波器的设计原理IIR数字滤波器的设计一般是利用目前已经很成熟的模拟滤波器的设计方法来进行设计，通常采用模拟滤波器原型有butterworth函数、chebyshev函数、bessel函数、椭圆滤波器函数等。IIR数字滤波器的设计步骤：（1） 按照一定规则把给定的滤波器技术指标转换为模拟低通滤波器的技术指标；（2） 根据模拟滤波器技术指标设计为响应的模拟低通滤波器；（3） 很据脉冲响应不变法和双线性不变法把模拟滤波器转换为数字滤波器；（4） 如果要设计的滤波器是高通、带通或带阻滤波器，则首先把它们的技术指标转化为模拟低通滤波器的技术指标，设计为数字低通滤波器，最后通过频率转换的方法来得到所要的滤波器。4.3 FIR滤波器的设计原理FIR滤波器通常采用窗函数方法来设计。窗设计的基本思想是，首先选择一个适当的理想选频滤波器（它总是具有一个非因果，无限持续时间脉冲响应），然后街区（加窗）它的脉冲响应得到线性相位和因果FIR滤波器。我们用Hd（e^jw）表示理想的选频滤波器，它在通带上具有单位增益和线性相位，在阻带上具有零响应。一个带宽wc