中心频率可调的高线性度带通滤波器设计

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频率可自动调节的高线性度低通滤波器设计

频率可自动调节的高线性度低通滤波器设计0 引言低频低通滤波器通常有两种形式，一种是开关电容型滤波器，另一种是连续时间型滤波器。

开关电容型滤波器的截止频率由时钟频率和电容的比值来决定，所以非常精确。

但是它有两个缺点：首先，由于它的采样特性，使得它在输入端需要抗混叠滤波器且在输出端需要平滑滤波器；其次，时钟馈通效应和电荷注入效应会使滤波器的线性度变差。

而连续型滤波器则没有上述缺点，所以成为低频滤波器设计的主流。

而低频连续型低通滤波器的设计也有两种形式：一种是R-C-Opamp型，这种实现形式在低频应用中，为了实现大的时间常数，通常要用大的电阻和电容，故会占用大量芯片面积并增加成本；而且，由于截止频率是由电阻和电容的绝对值来确定，故在电压、工艺和温度变化时会有很大的偏差，所以，必须用很多控制字来调节截止频率，而这又增加了设计的复杂度；另一种是RMOS-C-Opamp型，这种结构用电阻和MOS管来实现可变电阻，不仅能够降低芯片面积，而且还能实现截止频率的自动调节。

本文采用R-MOS-C-Opamp型结构来实现，并且把可变电阻中的MOS管部分放在反馈系统中，因而进一步提高了滤波器的线性度。

而在截至频率的自动调节方面，则利用开关电容电路来实现精确时间常数控制，从而构成了一个简单而精确的主从型调节网络。

1 可变电阻的实现差分型可变电阻的实现可由四个处在线性区的MOS管M1， M2， M3， M4来实现，图1所示是差分型可变电阻的实现原理图。

这种结构在理想匹配的情况下具有良好的线性度，但是，这种理想的情况在实际中是不存在的， MOS管之间的不匹配限制了它的线性度。

其等效电阻的计算如式(1) 所示：式中， Gi是处在线性区的MOS管Mi的跨导，其计算公式如下：图1 差分型可变电阻原理图为了提高线性度，本文采用改进型R-MOS结构，图2所示是其原理图。

这种结构的优点是电阻和MOS管之间的分压作用可使MOS管两端的电压变小，从而改善图1中的线性度。

高阶有源带通滤波器课程设计

2013级《模拟电子技术》课程设计说明书高阶有源带通滤波器课程设计评定意见学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程、设计任务内容及任务,中心频率1KHZ,通频带学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程摘要滤波器在现实生活中非常重要，运用广泛，在电子工程、通讯工程、自动化控制等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。

随着集成电路的迅速发展，用集成运放可以很方便地构成各种滤波器。

用集成运放实现的滤波器与其他滤波器相比，稳定性和实用性等性能指标，有了很大的提高。

滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，通过对滤波器的原理以及结构的认识设计一个通带为800Hz〜1200Hz增益为2〜3倍，中心频率为1000Hz的带通滤波器。

确定设计方案，设计选用UA741芯片作为电路的放大器，计算出该方案需要的电阻、电容、运算放大器参数，再用Multisim 对电路进行仿真，观察电路的幅频特性曲线，然后用AD软件制作带通滤波器电路板，制作完成后，再对电路板进行调试，误差分析，把理论值与测试值进行对比，在误差允许的范围内，证明此次设计的滤波器是成功的。

最终得到一个满足课程设计的高阶有源带通滤波器。

关键词：有源；带通；滤波器；UA741;幅频特性曲线目录1 概述. (1)1.1带通滤波器的简介和功能 ................ 错误! 未定义书签。

1.2滤波器的传递函数与频率特性 (1)1.2.1二阶RC滤波器的传递函数 (1)1.2.2 滤波器的频率特性 (3)1.3工作原理 (4)1.3.1高阶滤波器的工作原理 (4)1.3.2直流稳压电源的工作原理 (4)1.4滤波器的主要特性指标 (4)1.4.1特征频率 (4)1.4.2增益与衰减 (4)1.4.3阻尼系数与品质因数 (5)2 滤波器设计方案....................... 错误! 未定义书签。

滤波器的主要参数

滤波器的主要参数
滤波器的主要参数
滤波器的主要参数（DefiniTIons) 中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的中心频率f 0 ，一般取f 0 =（f 1 +f 2 ）/2，f 1 、f 2 为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。

窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。

截止频率
中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的中心频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。

窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。

截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。

通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。

相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。

通带带宽（BWxdB）：（下图）指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-
f1）。

f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。

通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。

分数带宽（fracTIonal bandwidth）=BW3dB/f0×100%，也常用来表征滤波器通带带宽。

毕业设计(论文)LC带通滤波器的设计与仿真设计

摘要随着电子信息的发展，滤波器作为信号处理的不可缺少的部分，也得到了迅速的发展。

LC滤波器作为滤波器的一个重要组成部分，它的应用相当的广泛。

因此对于它的设计也受到人们的广泛关注。

如何设计利用简单的方法设计出高性能的LC滤波器是人们一直研究的课题。

本文从滤波器的基本概念着手，层层深入的介绍了LC带通滤波器的设计过程，按照滤波器的经典设计方法，运用前人得出的一些数据手册，通过对实例的研究，简单的设计出了LC 带通滤波器。

然后把设计出的电路在Multisim8.3.30软件上进行仿真，最后把得出的结果与通过用matlab 7.1中信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具fdatool设计出的滤波器进行对比，得出方法的有效性。

关键词：LC带通滤波器设计Multisim8 fdatool 仿真ABSTRACTWith the development of electronic information, signal processing filter as an indispensable part, has been rapid development. LC filter filter as an important part of its application of a broad. Therefore it is designed also to be people's attention. How to design a simple way to design high-performance LC filter people had been studying the subject.From the basic concept of filter start layers of depth on the LC filter with the design process, in accordance with the filter of classical design methods, the use of their predecessors that some data sheet, through the example of the study, the simple Designed to bring the LC filter. And then design a circuit in Multisim8.3.30 software simulation, the results of the final and by using matlab 7.1 signal processing in the toolbox for the filter design analysis tool designed to filter fdatool compared draw The effectiveness of the method.Keywords: LC band-pass filter design Multisim8 fdatool Simulation目录第一章绪论 (1)1.1滤波器简介 (1)1.1.1滤波器的概念 (1)1.1.2滤波器的种类 (2)1.2L C滤波器概述 (4)1.2.1L C滤波器的两种类型 (4)1.3国内外滤波器的发展和研究现状 (5)1.3.1滤波器的发展状况 (5)1.3.2国内外投入滤波器产业概况 (6)1.3.3滤波器的前景 (7)1.3.4几种新型滤波器介绍 (8)1.4研究工作概要和内容安排 (9)1.4.1研究工作概要 (9)1.4.2论文章节安排 (9)第二章滤波器的特性 (11)2.1理想滤波器的特性 (11)2.2实际滤波器的特性 (14)2.2.1巴特沃斯特性 (15)2.2.2切比雪夫特性 (16)2.2.3贝塞尔特性 (16)2.2.4椭圆特性 (17)第三章L C带通滤波器的设计 (19)3.1归一化切比雪夫低通滤波器 (19)3.1.1切比雪夫滤波器 (19)3.1.2阶数的决定 (20)3.1.3归一化切比雪夫低通滤器 (21)3.2由低通到带通的变换 (23)3.2.1理论分析 (24)3.2.2实际应用 (28)3.3实例研究 (30)第四章滤波器的仿真 (35)4.1f d a t o o l工具的介绍和应用 (35)4.2M u l t i s i m8的介绍及应用 (37)4.2.1电路的创建 (38)4.2.2仿真 (39)结束语 (43)致谢 (45)参考文献 (47)第一章绪论当今的社会是一个信息化社会，信号的处理是人们不可避免的问题，因此滤波器作为信号处理的装置得到广泛的应用。

中心频率可调节的低频带通滤波器设计与实现

10Hz品质因数为 Q = 100。 ( 2)时钟频率为 fclk = 50fo = 100kHz, 中心频率
为 fo = 2kHz,输入信号电压 (Vp ) : 270mV ,试验数据如表格 2,其频率相应波形如图 6 ( b) , 其带宽为 BW
= 19Hz品质因数为 Q = 105。 ( 3)时钟频率为 fclk = 50fo = 150kHz, 中心频率
图 3 M F10的模式 1
图 1 带通滤波器幅频特性曲线
式中 : fL是下限频率 ,
fH是
上
限
频
率
,
ω 0
= 2πf0 。
带通滤波器的一个重要参数是滤波器的品质因数 Q
值 ,定义
Q
= fO ,式中
BW
BW
= fH
-
fL 是通频带宽度。
112 滤波器的设计
滤波器的总体框图与工作原理如图 2所示。
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第 6期
中心频率可调节的低频带通滤波器设计与实现
· 61 ·
MC14522集成器件实现 ,其特点是不要外接门电路即可实现 1 /N 计数分频 , 可完成可编程序的减计数。MC14522由两部分组成 ,一部分是可预置数的二 —十进制减计数器 ,另一部是“0 ”输出 RS触发器。MC14522有 4个输出端 Q0至 Q3 ,内部还有 1个 Q c做输出端 ,作为多级级联所用 ,与 Q0至 Q3相对应的 4 个预置数输入端为 P0至 P3 ,以及预置控制端
(吉林大学仪器科学与电气工程学院 ,地球探测仪器教育部重点实验室 ,吉林长春 130026)

一种可调带通腔体滤波器的设计

图 3 滤波器的阻带特性
根据以上的分析 ,我们设计了一个可调的带通
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12 8 熊莹霞等 :一种可调带通腔体滤波器的设计总第 149 期
①因为滤波器是根据频点 f 0 = 1. 2 GHz 设计的 ,所以当频率偏移这个频点时 ,输入、输出端耦合电抗与腔间耦合孔的电抗随频率不同的变化规律使第一、五谐振腔与第二、三、四谐振腔在不同的谐振点上谐振。这种谐振频率的差异造成了滤波器性能的降低。补偿的方法可以在输入输出端加入容性的电抗 ,而且它的频率特性应该是电纳随频率上升而增加。所用的结构是加入切割成锯齿状的电容膜片。
2005 年第 5 期舰船电子工程 1 27
K01 =
Z0 W x1 g0 g1
,
K12
=
W
x1 x2 g1 g2
,
K23
=
W
x2 g2
x3 g3
,
K34 = W
x3 x4 g3 g4
,
K45
=
W
x4 , x5 g4 g5
Abstract :The article presents a design met hod of tunable cavity band - pass filter. Base on t he lumped - element network t he2 ory , direct - coupling cavity filter design met hod and relative coupling t heories , we compute t he dimension parameters , and t hen design t he filter. We last give t he practical performance indexes , from which we can draw a conclusion t hat t he designed filter en2 joys t he characteristics of wide stop - band , almost invariable bandwidt h and rectangle characteristic.

频率可调有源带通滤波器课程设计论文

课程设计(论文)说明书题目：频率可调有源带通滤波器设计院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：*** *****学号：*************指导教师：*******职称：********2009年12 月20 日摘要通过巴特沃兹低通滤波器的设计模型来设计一个频率可调有源带通滤波器，其中心频率为30kHz，在±300Hz处衰减为3dB，在±1200Hz处最小衰减为20DB。

关键词：巴特沃兹；模拟；有源；频率可调；带通滤波器AbstractBy Butterworth low-pass filter design model to design a frequency tunable active bandpass filter, its center frequency of 30kHz, at ±300Hz at attenuation of 3dB, the minimum attenuation at ± 1200Hz Department of 20DB.目录引言 (4)1 滤波器的结构及分类 (4)2 频率可调有源带通滤波器的设计 (4)2．1 二阶有源带通滤波器基本参数 (4)2．2 实际二阶有源带通滤波器设计 (6)2．3 数值和器件的选取 (7)2．4 电路的仿真 (7)2.4.1在±300Hz处衰减为3dB的仿真 (7)2.4.2在±1200Hz处最小衰减为20DB的仿真 (8)2.4.3频率可调性的仿真 (8)2.4.4对仿真结果的分析 (8)2．5 电路版的制作 (8)3 误差分析 (9)4 结论 (9)谢辞 (10)参考文献 (11)引言一个理想的带通滤波器应该有平稳的通带（bandpass,允许通过的频带），同时限制限制所有通带外频率的波通过。

但是实际上，没有真正意义的理想带通滤波器。

真实的滤波器无法完全过滤掉所设计的通带之外的频率的波。

中心频率可调节的超低频带通滤波器设计

火力与指挥控制Fire Control & Command Control 第44卷第7期2019年7月Vol. 44,No. 7Jul, 2019文章编号：1002-0640( 2019)07-0151-05中心频率可调节的超低频带通滤波器设计**收稿日期:2018-04-15 修回日期:2018-07-11*基金项目：国防预研基金资助项目(30201030105)作者简介:杨光挥(1993-),男，河南商丘人，硕士。

研究方向：通信信号处理。

杨光辉，张曙霞，蒋宇中(海军工程大学电子工程学院，武汉430033)摘要:在水下超低频通信信号处理过程中,接收端滤波器需要满足带宽窄中心频率可调节的要求。

提出一种中心频率可调的超低频带通滤波器的设计方案。

选用LC 并联谐振回路构成二阶带通滤波器，通过改变控制电压，调整由通用阻抗变换器电路实现的压控电容的大小，从而改变带通滤波器的中心频率。

通过Multisim 仿真和测试结果表明设计的滤波器通带宽度小于7 Hz,中心频率从63 Hz 到200 Hz 可调节，达到了在常用超低频频段内调整载波频率的目的。

关键词:带通滤波器，中心频率,超低频，窄带，阻抗变换器中图分类号:TN911.7文献标识码：A DOI : 10.3969/j.issn,1002-0640.2019.07.029弓I 用格式:杨光辉，张曙霞,蒋宇中冲心频率可调节的超低频带通滤波器设计［J ］.火力与指挥控制,2019,44(7)：151-155.Design of Ultra-low Frequency Band-passFilter with Adjustable Center FrequencyYANG Guang-hui, ZHANG Shu-xia, JIANG Yu-zhong(School of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China )Abstract : In the process of underwater ultra-low frequency communication signal processing , thereceiver filter needs to meet the requirement of adjustable width and narrow center frequency. In orderto ensure the reliability of the secret communication system , a design scheme of ultra-low frequencyband pass filter with adjustable central frequency is proposed in this paper. The LC parallel resonantcircuit is selected to form the two order band pass filter, and the size of the voltage controlled capacitoris adjusted by changing the control voltage , thus changing the central frequency of the band -passfilter. Multisim software simulation and test results show that the designed filter passband width reaches 7 Hz, and the center frequency can be adjusted from 63 Hz to 200 Hz, which achieves the purpose ofadjusting carrier frequency in commonly used ultra-low frequency band.Key words : bandpass filter , center frequency , ultra-low frequency , narrowband , impedance converter Citation format:YANG G H,ZHANG S X,JIANG Y 乙 Design of ultra-low frequency band-passfilter with adjustable center frequency [ J ].Fire Control & Command Control,2019,44(7): 151-155.0引言随着军事保密通信系统对安全性和可靠性的要求不断提高,水下超低频军事保密通信迫切需要一种中心频率可变的窄带滤波器，以提高通信系统的信噪比和抗干扰能力〔I ］。

高性能多阶有源带通滤波器设计

1 × =
B
R2 R3 R4
2 R1 R 2 R3 - R1 R2 R4
( 10)
当 C 和ω0 都归化为 1 时 , 满足 ( 7) 式的条件是 :
2 ω 0 = 1 =
1/ R1 + 1/ R2 + 1/ R3
R1
, B =
1
Q
=
・ 22 ・
2 - R4 / R3
R1 QR4
2 R1
电子测量与仪器学报值为 [ 1 ] :
其中分母多项式的系数 b0 , b1 , ……, bn - 1 的选择 , 决定不同形式的滤波器特性。当 ω0 = 1 ( rad/ sec ) ,
b0 = ω 0 = 1 时 , 可得到归一化的巴特沃思滤波器分
n
该滤波器的特点为 : ① 当 ω = 0 时 , | H ( j0) | = G 。 ②当 ω = ω j 0) | = G/ 2 。 ③ | H( ω j )| 0 时 ,| H( ω 是 ω 的单调递减函数。 ④当 n →∞ 时 , 巴特沃思滤波器趋向于理想的低通滤波器。 ⑤ 在 ω= 0 处 ,| H (ω j ) | 的各阶导数均存在 , 且等于零 ; 故 | H ( ω j )| 在该点上取得最大值 , 且具有最大平坦特性 [ 3 ] 。
随着电子设计自动化 ( EDA) 技术的飞速发展 , 电子
1 引言
滤波器是一种对信号的频率具有选择性的电子装置 ,根据其选频功能可分为低通、高通、带通、带阻及全通滤波器。就各种滤波器的频率响应特点而言 , 可分为巴特沃思 ( Butterworth ) 型、切比雪夫 (Chebyshev ) 型、 ( ) 贝塞尔 Bessel 型及考尔 ( Cauar ) 型。巴特沃思型滤波器具有最大平坦幅频响应的特性 ,且具有良好的线性相位特性 ,其数学分析和网络结构简单等优点 , 故目前广泛采用。对于一理想滤波器 ,实际上是一高阶滤波器的逼近 ,一般阶数越高 ,性能越好 ,当然实现起来电路越复杂。传统的高阶滤波器设计一般是根据技术指标要求 , 首先选择滤波器形式 ,然后通过查设计手册表格 ,确定元件归一化值 ,最后将元件归一化值换算到所要求的频段及实际数值 , 然后到实验室构建电路并调试修改。

频率可自动调节的高线性度低通滤波器设计

贾萃华，何瑞涛，王嘉诚，林平分
（京工业大学北京嵌入式系统重点实验室，北京１０２）北０１４摘要：为提高在电力网载波通信系统中发射端低通滤波器的频率响应和线性度，同时也为个可变电阻．同时把ＭＯ管放在反馈系统中来提高低通滤波器的线性度的低通滤波器的设Ｓ
大的偏差，所以，必须用很多控制字来调节截止
想的情况在实际中是不存在的。ＭＯ管之间的不Ｓ
匹配限制了它的线性度。其等效电阻的计算如式
ｆ１所示：１
ｅｑＧ＝
Ｇ３４
，
￣ｚ，－
赢
（）
的ＭＯ管Ｍ１Ｓ，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ来实现，图１示是４所差分型可变电阻的实现原理图。这种结构在理想匹配的情况下具有良好的线性度，但是，这种理
而低频连续型低通滤波器的设计也有两种形式：一种是ＲＣＯａ型，这种实现形式在低频 — — ｐｍｐ应用中，为了实现大的时间常数，通常要用大的电阻和电容．故会占用大量芯片面积并增加成本：而且，由于截止频率是由电阻和电容的绝对值来确定，故在电压、工艺和温度变化时会有很
式中，Ｇ是处在线性区的ＭＯ管的跨导，ｉＳ
其计算公式如下：
频率，而这又增加了设计的复杂度；另一种是Ｒ — ＭＯ — — ｐｍ．这种结构用电阻和ＭＯ管来ＳＣＯａｐＳ

滤波器主要参数与特性指标

滤波器的主要参数（Definitions）：中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。

窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。

截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。

通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。

相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。

通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。

f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。

通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。

分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽。

插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。

纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。

带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。

1dB带宽内的带内波动是1dB。

带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。

理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1。

对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv>在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。

其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。

高阶有源带通滤波器课程设计

2013级《模拟电子技术》课程设计说明书高阶有源带通滤波器课程设计评定意见《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程摘要滤波器在现实生活中非常重要，运用广泛，在电子工程、通讯工程、自动化控制等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。

随着集成电路的迅速发展，用集成运放可以很方便地构成各种滤波器。

用集成运放实现的滤波器与其他滤波器相比，稳定性和实用性等性能指标，有了很大的提高。

滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，通过对滤波器的原理以及结构的认识设计一个通带为800Hz～1200Hz，增益为2～3倍，中心频率为1000Hz的带通滤波器。

确定设计方案，设计选用UA741芯片作为电路的放大器，计算出该方案需要的电阻、电容、运算放大器参数，再用Multisim对电路进行仿真，观察电路的幅频特性曲线，然后用AD软件制作带通滤波器电路板，制作完成后，再对电路板进行调试，误差分析，把理论值与测试值进行对比，在误差允许的范围内，证明此次设计的滤波器是成功的。

最终得到一个满足课程设计的高阶有源带通滤波器。

关键词：有源；带通；滤波器；UA741；幅频特性曲线目录1概述 (1)1.1带通滤波器的简介和功能...................... 错误!未定义书签。

1.2滤波器的传递函数与频率特性 (1)1.2.1二阶RC滤波器的传递函数 (1)1.2.2 滤波器的频率特性 (3)1.3 工作原理 (4)1.3.1高阶滤波器的工作原理 (4)1.3.2直流稳压电源的工作原理 (4)1.4 滤波器的主要特性指标 (4)1.4.1特征频率 (4)1.4.2增益与衰减 (4)1.4.3阻尼系数与品质因数 (5)2滤波器设计方案.................................... 错误!未定义书签。