滤波器的各种应用介绍

滤波器的主要分类
• 滤波器主要分为有源滤波器和无源滤波器。主要作用是让有用信号尽 可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的反射。滤波器一般有两个 端口，一个输入信号、一个输出信号，利用这个特性可以选通通过滤 波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。滤波 器的功能就是允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频 率的信号则受到较大的抑制，它实质上是一个选频电路。 滤波器中， 把信号能够通过的频率范围，称为通频带或通带；反之，信号受到很 大衰减或完全被抑制的频率范围称为阻带；通带和阻带之间的分界频 率称为截止频率；滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合 的交直流电流分开。电源整流器中，即借助此网路滤净脉动直流中的 涟波，而获得比较纯净的直流输出。
新晨阳电容电感
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可以从80Hz的时候就开始快速下降了。如果一个控制系统中有多个这样的滤波
器，则几个这样的滤波器一叠加，再加上其它的延时环节，整个系统的相位裕
度就非常小了，甚至很容易达到180度的相位延时；如果整好反馈增益又为1,则
整个控制系统就彻底不稳定了（相当于正反馈）。所以在控制系统中使用滤波
器时，都是小心、谨慎，尽可能地减小相位延迟对整个闭环系统的影响。
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在控制系统中，使用最多的就属低通滤波器了。低通滤波器的滤波效果无
庸置疑，但是它对控制系统的负面影响也是显而易见的。低通滤波器会引起波
特图中，增益频率穿越处的相位滞后，从而减小稳定裕度，给控制系统带来不
稳定性。例如，一个双极点的低通滤波器，假设其带宽为800Hz,则输出信号的
幅值在前面几百Hz都是几乎无衰减的，直到800Hz时才衰减到70.7%;但是其相位
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区别滤波器的不同应用
• 滤波器它们可以被用来消除噪声、干扰、减小频率分量的混叠 ，也能衰减某些特定频率点上的谐振。在控制系统中，很多方 法、概念就是由通信系统中借鉴过来的，例如工控领域广泛使 用的PWM技术就源自通信领域。不过借鉴归借鉴，对于它们直 接的区别，还是要认识清楚的。比如拿一个低通滤波器来，是 不是只要设置了截止频率，别的就不管了呢？这样的使用方法 ，既不能充分发挥它们的特性，也有可能对系统造成不利的影 响。
使用滤波器时的注意事项
1.“干净地”:如果决定使用滤波器，在布线时就要注意在电缆 端口处留出一块“干净地”,滤波器和连接器都安装在“干净地 ”上。通过前面的讨论，可知信号地线上的干扰是十分严重的。 如果直接将电缆的滤波电容连接到这种地线上，会造成严重的共 模辐射问题。为了取得较好的滤波效果，必须准备一块干净地。 并与信号地只能在一点连接起来，这个流通点称为“桥”,所有 信号线都从桥上通过，以减小信号环路面积。 2.并排设置：同一组电缆内的所有导线的未滤波部分在-起，已 滤波部分在一起。否则，一根导线的耒滤波部分会将另一根导线 的已滤波部分重新污染9使电缆整体滤波失效。 3.靠近电缆：滤波器与面板之间的导线的距离应尽量短。必要时 ，使用金属板遮挡一下，隔离近场干扰。 4.接地线短：考虑到引脚的电感效应，其重要性前面已讨沦，滤 波器的局部布线和设计线路板与机箱（金属板）的连接结构时要 特别注意。
低通滤波器
• 在控制系统中，上面的特性很难找到对应的实际意义，而且其信号的特征与通
信系统中的许多应用都有一个显着的区别，就是其频率往往比较低，往往只有 是几百甚至几十Hz,高的情况也不过几千Hz;例如即使是在性能很高的电机调速系 统中，其闭环的电流内环的带宽往往也只能达到1kHz左右，所以在这些应用中 ，除了A/D输入端的抗混叠滤波器以外，其它滤波器的截止频率基本是不超过 1kHz的（如果超过了就没有实际意义了，因为系统中更高频率的信号很少，系 统本身的低带宽使得它看起来像一个低通滤波器）。
滤波器的介绍
• 随着计算机技术的产生和飞速发展，为了便于计算机对信号进行处理 ，产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完 整的理论和方法。也就是说，可以只用原模拟信号在一系列离散时间 坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息，波、波形、信号 这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化，自然就是现代 社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播，靠的就是波形信号 的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境 和干扰的存在而畸变，有时，甚至是在相当多的情况下，这种畸变还 很严重，以致于信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。简 要的说，滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过 过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进 行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消 除一个特定频率。
滤波器的不同应用介绍
滤波器的简要介绍
滤波器，是对波进行过滤的器件。滤波，本质上是从被噪声畸变和 污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的过程。该过程通过各 类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物 理量的时间波形，或者称之为信号。因为自变量时间‘是连续取值的 ，所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模拟信号。