低通50HZ陷波器
50Hz陷波器设计(matlab)
源代码：%陷波器的设计%陷波器的传输函数为% B(1/z) (z-exp(j*2*pi*f0))*(z-exp(-j*2*pi*f0))%H(z) = -------- = --------------------------------------------% A(1/z) (z-a*exp(j*2*pi*f0))*(z-a*exp(-j*2*pi*f0))%其中f0为陷波器要滤除信号的频率，a为与陷波器深度相关的参数，a越大，深度越深。
%%已知信号中50Hz工频干扰，信号为x=sin(2*pi*50*n*Ts)+sin(2*pi*125*n*Ts);%要求通过陷波器滤除50Hz干扰信号%参数设置：采样率Ts=0.001s，采样长度：512点clf;clear;%设置初值f0=50;Ts=0.001;fs=1/Ts;NLen=512;n=0:NLen-1;%陷波器的设计apha=-2*cos(2*pi*f0*Ts);beta=0.96;b=[1 apha 1];a=[1 apha*beta beta^2];figure(1);freqz(b,a,NLen,fs);%陷波器特性显示x=sin(2*pi*50*n*Ts)+sin(2*pi*125*n*Ts);%原信号y=dlsim(b,a,x);%陷波器滤波处理%对信号进行频域变换。
xfft=fft(x,NLen);xfft=xfft.*conj(xfft)/NLen;y1=fft(y,NLen);y2=y1.*conj(y1)/NLen;figure(2);%滤除前后的信号对比。
subplot(2,2,1);plot(n,x);grid;xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Input signal');subplot(2,2,3);plot(n,y);grid;xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Filter output');subplot(2,2,2);plot(n*fs/NLen,xfft);axis([0 fs/2 min(xfft) max(xfft)]);grid;xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Input signal');subplot(2,2,4);plot(n*fs/NLen,y2);axis([0 fs/2 min(y2) max(y2)]);grid;xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Filter output');100200300400500600-2-112Time (s)A m p l i t u d eInput signal100200300400500600-2-112Time (s)A m p l i t u d eFilter output010020406080100120M a g n i t u d e (d B )010020406080100120M a g n i t u d e (d B )。
50赫兹陷波器电路
50Hz陷波器电路
为避免50Hz交流市电干扰，加入一个50Hz陷波器电路，可以专门针对在50Hz附近的频率作用（如右图）。
主体电路分为两个部分。
前一个部分为陷波部分，采用“双T”式接法，可以看成是一个二阶带阻滤波电路。
R9，R10和C6以及C4，C5和R11分别决定两个滤波截止频率。
其中，R11可以看作是两个33K的电阻并联后的结果，C6可以看作是两个0.1uF的电阻并联后的结果，因此可以等效成对应的对称滤波电路。
电路高端截止频率和低端截止频率相等，均由2πRC决定，其中R=33K，C=0.1uF，可求得f1=f2=50Hz，所以该电路可以专门针对50Hz的信号起作用。
后一个部分为一个集成运算放大器，选用LM324。
下面我们通过示波器及波特仪仿真看看效果，连线如下：
下面我们看看仿真结果：先看看示波器输出：
很明显，输入的50HZ，VP-P=10V信号被大幅度衰减，输出峰值不到1V。
再看看系统的波特图：
通过波特图也可以明显看出系统对50HZ的陷波。
【另：通过波特图可以很清楚的知道为什么起名叫“陷波器”】。
低通50Hz陷波器
2.1电路工作原理.........................................................4
2.2元器件选择...........................................................5
学生姓名：学号：专业班级：
一、设计条件
1．可选元件
（1）选题规定的“可选、限选元件”
（2）电阻、电容、电感、电位器等，按需使用
（3）自备元件
2．可用仪器
万用表，示波器，交流毫伏表，信号发生器，直流稳压电源
二、设计任务及要求
1．设计任务
根据技术要求和已知条件，完成选题电路的设计、装配与调试。
2．设计要求
（1）选题规定的“设计内容和要求”；
（2）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。包括：计算电路元件参数、选择元件、画出总体电路原理图；
（3）用软件仿真整体或部分核心实验电路，得出适当结果；
（4）装配、调试作品，按规定格式写出课程设计报告书。
三、时间安排
1．第12周前：布置设计任务，讲解设计要求、实施计划、设计报告等要求。
2.1电路工作原理
陷波器也称带阻滤波器（窄带阻滤波器），它能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率信息。所以当电路中需要滤除存在的某一特定频率的干扰信号时，就经常用到陷波器。本实验所用为双T带阻滤波网络。
2.2元器件选择
元器件选择清单
序号
名称
型号
数量
1
双运放
HJ050型50 Hz陷波器模块
HJ050型50 Hz陷波器模块
一、概述
HJ050型是一个二阶反相型50Hz有源陷波器，采用高性能运算放大器和其它元件经过严格配对组成。
其性能优良，可广泛应用于工业仪器、仪表中，用于抑制50Hz工频干扰。
其特点有：
f0=50Hz，可微调振幅可调
低失调电压静态功耗低
二、封装形式及引出端功能
1．外形尺寸
采用MKE-08A方形外壳封装，外形尺寸见附录一图49。
2．引出端功能
三、绝对最大额定值
电源电压范围±6～±22V 工作温度范围-40~+85℃耗散功率800mV 储存温度-55~+125℃引线焊接温度（10s）+255℃
四、电特性（除非另有说明，V CC=+15V，V EE=-15V，T A=+25℃。
）
五、典型应用
调试方法：加上需要抑制的工频信号后，用示波器的X-Y模式监视输入、输出信号，调节R W1使椭圆变窄，最后成为一条直线，再调整R W2使直线倾斜到平，交替调试使输出信号为最小，直至消失。
50Hz工频信号陷波器设计
第1章摘要本文介绍一种基于运算放大器的工频信号陷波器的设计与制作，用以消除叠加在频率为1kHz以上的测试信号中所包含的50Hz工频信号。
叙述内容包括工频信号陷波器的工作原理与设计思路，介绍了陷波器的参数计算及其选择，通过multisim仿真，记录和分析了该陷波器的工作特性与陷波性能，论证了该陷波器的可行性。
此次设计的陷波器优点是：陷波性能良好，带宽较小，品质因数Q可调，即滤波性能便于调整，电路线路简单，具有实际应用价值。
缺点是：对于元器件的参数要求高，需要仔细调节。
第2章设计原理概述及设计要求2.1陷波器的基本原理及作用陷波器也称带阻滤波器（窄带阻滤波器），它能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率信息。
所以当电路中需要滤除存在的某一特定频率的干扰信号时，就经常用到陷波器。
在我国采用的是50hz频率的交流电，所以在平时需要对信号进行采集处理和分析时，常会存在50hz的工频干扰，对我们的信号处理造成很大干扰，因此50Hz陷波器在日常成产生活中被广泛应用，其技术已基本成熟。
工频陷波器不仅在通信领域里被大量应用，还在自动控制、雷达、声纳、人造卫星、仪器仪表测量及计算机技术等领域有着广泛的应用。
2.2设计要求1：完成题目的理论设计模型；2：完成电路的multisim仿真；3：完成一份设计说明书(其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果);4：提交一份电路原理图第3章基于运算放大器的工频信号陷波器设计3.1理论分析陷波器就是一种用作单一频率陷波的窄带阻滤波器，一般用带通滤波器和减法器电路组合起来实现。
理想的带阻滤波器在其阻带内的增益为零。
f和抑制带宽带阻滤波器的频率特性如图3.1.1所示。
滤波器的中心频率BW之间的关系为：。
50Hz数字陷波器的设计
mcuii11数字滤波器简111陷波滤波器的原112陷波滤波器类型的选12设计的总体思路和方21数字滤波器模211数字滤波器的类22系统的描23系统的传递函31滤波器的基本结构运算单32线性相位fir数字滤波器的特321线性相位的条322滤波器的线性相位特323线性相位特性fir滤波器的零极点分布特性324fir数字滤波器的基本结fir数字滤截取设计方法11412几种常用的窗函12413fir滤波器的窗函数设计法设计步骤1342利用matlab进行滤波器的设15421fdatool工具箱简介15422带阻滤波器设17423冲击响应hn的输fir滤波器在单片机上的实现215121511转换器tlc2543简介21512转换器tlc5618简介2552tlc2543和tlc5618与单片机的连接2853tlc2543和tlc5618的c512954fir滤波器在at89s523154116位有符号乘法程序的设31542fir的c51程序fir滤波器的调试3951emu51form简介和使39524053对16位有符号乘法程序的调4154fir滤波程序的编译与调44参考文献47四川理工学院本科毕业设计论文11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
50Hz数字陷波器的设计讲解
4.2.3冲击响应h(n)的输出2..0
第5章FIR滤波器在单片机上的实现21
5.1A/D、D/A转换器简介2..1
5.1.1A/D转换器TLC2543简介2..1
5.1.2D/A转换器TLC5618简介2..5
5.2TLC2543和TLC5618与单片机的连接图2. 8
2.1.1数字滤波器的类型3..
2.2系统的描述4...
2.3系统的传递函数5..
第3章 数字滤波器的基本结构运算单元.6
3.1滤波器的基本结构运算单元6..
3.2线性相位FIR数字滤波器的特点6..
3.2.1线性相位的条件6..
3.2.2滤波器的线性相位特性6..
3.2.3线性相位特性FIR滤波器的零、极点分布特性8
5.4FIR滤波程序的编译与调试4..2
第6章 结束语.43
致 谢.44
参考文献.45
附 录.47
第
1.1
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。
KEY WORDS:Notch Filter；MATLAB；MCU
摘 要.I
ABSTRAC.TI I
第1章 引 言.1
1.1数字滤波器简介1...
1.1.1陷波滤波器的原理1..
1.1.2陷波滤波器类型的选取2..
1.2设计的总体思路和方法2..
第2章 数字滤波器的基本概念.3
50HZ工频电压陷波器和选频测量电压(流)表
SJG9000调频接地特性测量系统使用说明书上海苏特电气有限公司一、概述SJG9000型变频接地特性测量系统，是我公司与南京航空航天大学、中国矿业大学联合开发并拥有自主知识产权的新型高品质测试系统，该系统采用当前最先进的数字选频测量（电子对抗）技术，具有超强的抗干扰能力，彻底消除了由工频感应、零序电流、谐波和杂散信号的干扰给测量带来的误差；采用纯正弦波大功率信号源做为测试电源，多频点采集数据，克服了双点异频插值法的局限性；特别适用于大型、超大型接地网接地阻抗及其它特性参数的测量。
该系统功能强大、性能优越、使用方便，目前在国内处于领先水平,是替代进口产品的理想选择。
本测量系统由SJG9001调频阻抗测试仪、SJG9002大功率信号源及耦合变压器组成。
二、主要功能：* 接地阻抗测量* 测量地网电流分布情况可精确测量电流流经各接地柱（桩）的比率和电流在接地系统中的分布情况* 电势分布曲线通过测量，可了解地网中的电势分布情况，导通性能* 直接测量回路阻抗值* 跨步电压、跨步电位差测量* 接触电压、接触电位差测量* 土壤电阻率测试三、主要特点：1、超强的抗干扰能力采用当前最先进的数字选频测量技术，选频特性尖锐，通频带仅±0.5HZ，有效屏蔽干扰信号，抗干扰能力和测试速度优于进口同类产品，使接地阻抗测试轻松、简便。
2、多点异频测试吸取国际上先进的多点异频测试方式，克服了双点异频插值法的局限性，能明确发现和剔除因同频谐波干扰而产生的测量坏值，测量结果更加符合实际值。
3、辅助测量极敷设简便由于采用具有超强抗干扰能力的数字选频测量技术，试验回路无需大电流测试，电压测量输入阻抗高，辅助电流、电压极敷设方便，明显降低工作强度，提高工作效率。
4、同屏显示多个测试参数只需选择待测频率，选择频率下的电压、电流、阻抗、功率因数CosΦ、感性＋（L）、容性－（C）以及多次的测量结果和算术平均值同屏显示，一目了然。
5、操作方便界面友好使用“一键飞梭”（旋转鼠标）技术和大屏幕图形LCD，全中文提示信息，方便直观。
50hz陷波器课程设计
50hz陷波器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解50Hz陷波器的基本原理，掌握其电路构成及工作原理。
2. 学生能掌握陷波器的设计方法，包括电路参数的计算和元件的选择。
3. 学生了解50Hz陷波器在实际应用中的功能，如消除电力线干扰等。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建一个简单的50Hz陷波器电路。
2. 学生能够运用示波器、信号发生器等仪器，测试陷波器的性能，并分析测试结果。
3. 学生能够通过团队合作，解决在设计过程中遇到的问题，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，增强学习动力，培养创新意识。
2. 学生在学习过程中，养成积极思考、主动探究的良好习惯。
3. 学生通过合作学习，培养团队精神，提高沟通与协作能力。
本课程针对高中电子技术课程，结合学生已有知识基础和认知特点，注重理论与实践相结合，培养学生实际操作能力和团队协作精神。
通过本课程的学习，学生能够掌握50Hz陷波器的设计与应用，为后续电子技术课程打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 50Hz陷波器的基本原理：介绍陷波器的作用、原理，以及其在电子技术中的应用。
2. 陷波器电路构成及工作原理：详细讲解陷波器的电路构成，包括电阻、电容、运算放大器等元件的作用，以及陷波器的工作原理。
3. 电路参数计算与元件选择：教授如何根据实际需求计算陷波器的电路参数，并指导学生进行元件的选择。
4. 50Hz陷波器设计方法：分析不同类型的陷波器设计方法，以实例形式讲解具体设计步骤。
5. 陷波器性能测试与评估：介绍测试陷波器性能的仪器及方法，如示波器、信号发生器等，并教授如何分析测试结果。
6. 实际应用案例分析：通过分析陷波器在实际应用中的案例，使学生更好地理解其功能。
教学内容安排和进度：1. 第1课时：50Hz陷波器基本原理及作用。
2. 第2课时：陷波器电路构成及工作原理。
3. 第3课时：电路参数计算与元件选择。
50hz数字陷波器谐波影响
50hz数字陷波器谐波影响50Hz数字陷波器是一种常用的电子设备，主要用于消除特定频率（如50Hz）的干扰信号。
在实际应用中，例如电源滤波、电磁干扰抑制等领域，它都发挥着重要作用。
然而，任何电子设备在工作时都会对其它频率产生一定的影响，这种影响主要体现在谐波上。
陷波滤波器的设计通常以模拟滤波器为原型，通过一定的设计方法来实现。
当陷波滤波器的阻带非常窄时，又称为陷波滤波器。
这种滤波器对50Hz干扰信号的消除效果较好，但对其他频率信号的影响较小。
因此，我们需要在设计和使用陷波滤波器时，充分考虑其对谐波的影响。
对于50Hz数字陷波器来说，其谐波影响主要体现在以下几个方面：1. 设备自身的谐波：陷波滤波器在消除50Hz干扰信号的同时，可能会产生一些新的谐波信号。
这些谐波信号可能会对其它设备产生干扰，因此在设计和使用时需要特别注意。
2. 电路设计的谐波：在陷波滤波器的电路设计过程中，由于元器件的选择、电路拓扑结构等因素，可能会引入一些新的谐波信号。
这些谐波信号可能会影响到陷波滤波器的性能，因此在设计过程中需要进行充分的仿真和测试。
3. 工作环境的谐波：陷波滤波器在实际使用环境中，可能会受到其它设备产生的谐波信号的影响。
这些谐波信号可能会影响到陷波滤波器的工作性能，因此在实际应用中需要进行充分的测试和调试。
总的来说，50Hz数字陷波器在消除50Hz干扰信号的同时，可能会产生一些新的谐波信号。
这些谐波信号可能会影响到设备的性能和稳定性，因此在设计和使用时需要采取一些措施来减小其影响。
例如，可以通过优化电路设计、选择合适的元器件、设置适当的工作参数等方式，来减小陷波滤波器的谐波影响。
50Hz工频信号陷波器设计-精简
50Hz工频信号陷波器设计-精简
●陷波器的基本原理及作用
陷波器也称带阻滤波器（窄带阻滤波器），它能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率信息。
在日常生活中常会存在50hz的工频干扰，因此50Hz陷波器在日常生产生活中被广泛应用。
陷波器的实现方法有很多，本次设计采用的是电路比较简单，易于实现的双T型陷波器。
●基本电路原理图如图所示
图3.1.2双T型陷波器电路
为了防止中心频率漂移，要使用镀银云母电容或碳酸盐电
容和金属膜电阻。
常见衰减量为40—50dB，如果要得到60dB的衰减量，必须要求电阻的误差小于0.1%，电容误差小于0.1%。
电路组成
图1.3.2双T 陷波器Multisim 仿真电路仿真图中的元器件参数：
Ω===K R R R 5.8312321
nF 1002321===C C C
Ω=500R 4
Ω=K R 1005
●仿真波特图
通过Multisim仿真可见，陷波器在21Hz频率与50Hz频率之间的衰减量可达46dB左右，对50Hz衰减效果十分显著，同时在非阻带增益十分平坦。
●总结
50Hz陷波器对频率响应曲线十分理想，所用电路也较简单，对非阻带频率影响很小。
但对元器件的参数要求高，通常误差不能超过0.1%。
9、50HZ陷波器的选用
对于50Hz 陷波器来说，陷波器的中心频率为50Hz ，中心角频率为100 rad/s 一、50Hz 双T 陷波器1结合可用的电容电阻，决定R 、C 值。
于是先选定C3值约为10/50＝0.2 uF ，于是C1=C2=0.1uF 则可以求出R ：这里可选电阻为R ＝31.8k （考虑电阻精度偏差可选取）R4、Rf 决定了Q 值，Q 值越大，陷波宽带越窄，因此根据公式可知当A<2且接无限近于2时，Q 越大。
于是可知Rf/R4<1且无限接近于1但实际上由于元件精度与及元件非理想元件，这会使得陷波的中心频率不是落在50Hz ，因此为减少实际的误差，Q 不宜取太大于是可选电阻为Rf ＝4.7k ，R4＝4.75k于是可得电路图如下：用ORCAD 仿真可得：从仿真效果来看，中心频率接近与50Hz，且可以有效陷波。
二、可调Q值50Hz双T陷波器由公式可知，R、C的选取与第一个相同，于是可取值为：R=31.8k，C＝0.1uFR1,R2可以用一个4k电位来取代，用来调节Q值。
以下用两种不同比值调试：R1:R2=1:3999时有对应仿真结果：R1：R2＝50：3950时有对应仿真结果：由此可见这种结构的电路可以调节其Q值，从而使调节带宽，当中心频率接近50Hz时，可调节Q，使带宽展宽，从而达到滤除50Hz干扰目的。
三、带通与加法器构成的50Hz陷波器由公式可知，这种滤波器的中心频率确定由C、R1、R2、R5决定，其中2R1=R5，C约为0.2uF，取0.22uF，当R1》R2时，调节R2可以调节中心频率。
于是取R1=200k，R5＝400k，通过计算可得R2＝524.7，用1k的可调电阻就可以使调节中心频率。
于是电路图如下：调试结果：得出较好的滤波效果。
50khz低通滤波电路
50kHz低通滤波电路介绍在电子电路设计中，滤波器是一种常用的电路元件，用于去除信号中的噪声或不需要的频率成分。
低通滤波器是一种常见的滤波器类型，它可以允许低于某个截止频率的信号通过，而阻止高于该频率的信号通过。
本文将详细介绍50kHz低通滤波电路的原理、设计和应用。
一、滤波器的原理滤波器的原理基于电容和电感的特性，通过选择合适的电容和电感值，可以实现不同频率的信号的滤波效果。
在低通滤波器中，信号的高频部分会被滤除，只有低于截止频率的信号能够通过。
二、50kHz低通滤波器的设计50kHz低通滤波器的设计需要确定截止频率，并选择合适的电容和电感值。
以下是设计步骤：1. 确定截止频率根据实际需求，确定50kHz作为截止频率。
2. 选择电容值根据截止频率和电感值的关系，可以通过以下公式计算所需的电容值：C = 1 / (2πfL)其中，C为电容值，f为截止频率，L为电感值。
3. 选择电感值根据电容值和截止频率的关系，可以通过以下公式计算所需的电感值：L = 1 / (2πfC)4. 电路设计根据计算得到的电容和电感值，可以设计出50kHz低通滤波电路。
常用的电路包括RC低通滤波器和LC低通滤波器。
三、RC低通滤波器RC低通滤波器由电阻和电容组成，可以实现简单的低通滤波效果。
1. 电路图以下是50kHz RC低通滤波器的电路图：+---R---+| |Vin --+--C----+-- Vout2. 工作原理输入信号Vin通过电容C，由于电容的特性，高频部分的信号被短路到地，只有低频部分的信号能够通过电阻R，并输出为Vout。
3. 计算电阻和电容值根据之前的设计步骤，选择合适的电阻和电容值，以满足50kHz的截止频率。
四、LC低通滤波器LC低通滤波器由电感和电容组成，可以实现更好的低通滤波效果。
1. 电路图以下是50kHz LC低通滤波器的电路图：Vin -- L -- C -- Vout2. 工作原理输入信号Vin经过电感L，由于电感的特性，高频部分的信号被阻止通过，只有低频部分的信号能够通过电容C，并输出为Vout。
50khz低通滤波电路
50khz低通滤波电路低通滤波器是一种电路，它可以通过阻挡高频信号而只允许通过低频信号。
在频率响应曲线上，低通滤波器表现为通过直流信号和较低频信号，而通过高频信号的幅度逐渐减小。
在这篇文章中，我将简要介绍50kHz低通滤波器的一些相关内容。
低通滤波器常见的设计方法有RC滤波器、LC滤波器和陷波滤波器等。
在这里，我将重点介绍RC低通滤波器的设计原理。
RC低通滤波器基于电容和电阻的组合，通过选择合适的电容和电阻值可以实现不同的截止频率。
RC低通滤波器的截止频率（-3dB截止频率）主要由RC时间常数决定，其中RC时间常数是由电容的电容值C和电阻的电阻值R计算得出的。
RC时间常数越大，截止频率越低。
在设计50kHz低通滤波器时，我们可以选择合适的RC时间常数来实现截止频率为50kHz。
为了实现这一目标，我们可以选择较大的电容值和较小的电阻值。
例如，当我们选择电容值为1μF时，电阻值可以选择为100欧姆，这样就可以实现50kHz的截止频率。
在实际的电路设计中，还需要考虑其他因素，如电容的最大额定电压、电阻的功率耗散等。
此外，为了进一步优化滤波器的性能，可以采用级联多个RC滤波器的方法，称为多级滤波器。
除了RC滤波器，LC滤波器也是一种常见的低通滤波器。
LC滤波器由电感和电容的组合构成，通过选择合适的电感和电容值可以实现所需的截止频率。
与RC滤波器相比，LC滤波器具有更高的品质因数和更好的阻带衰减特性，但也更复杂和昂贵。
最后，陷波滤波器是一种特殊的低通滤波器，它可以通过选择合适的电感和电容值来实现所需的截止频率。
陷波滤波器在特定的频率上具有非常高的衰减特性，可用于抑制特定频率的干扰信号。
总之，50kHz低通滤波器是一种通过阻止高频信号而只允许通过低频信号的电路。
RC滤波器、LC滤波器和陷波滤波器是实现低通滤波功能的常见电路设计方法。
在实际的电路设计中，需要根据具体需求选择合适的滤波器类型、电容和电阻值，并考虑其他因素，如电容的最大额定电压和电阻的功率耗散。
生物信号滤波器-—-有源低通滤波及50Hz陷波器
*****信息工程与自动化学院学生实验报告（20** —20** 学年第一学期）课程名称：***** 开课实验室：******* 20** 年 ** 月** 日一、实验目的1、加深对有源低通滤波及50Hz 陷波器的认识和理解；2、认识有源滤波生物信号处理中的意义。
二、实验原理有源低通滤波通常由RC 网络和集运放构成，利用它可以突出有用频率的信号、抑制干扰、噪声，或衰减无用的信号，达到提高信噪比或选频的目的。
三、实验内容及步骤1、一阶低滤波器图3-1一阶低通滤波器及波特图 由图3-1电路可知，电路的传递函数为C SR R R R SC R S H 21212111//)(+-=-= 记：120R R H -= 为通带增益，故上式可写做CSR H )S (H 201+=考虑到：CR 201==ωω时，并注意到：S= j ω，则20H )j (H =ω 即下降3个分贝故一阶低通滤波器的通带截止频率为C R f 2021π=2、二阶低通滤波器图3-2二阶低通滤波器及波特图由图3-2电路可知，电路中R2和C2构成两个反馈支路，其反馈的强弱均与信号的频率有关，图中的运放可以看作无限增益（指理想运放）的放大环节，因此被称为无限增益多路反馈滤波电路。
其输出电压与C1上电位的关系是)(1)(123S U C SR S U C o -=据节点（R1、R2、R3、C1相连接的点）电流法可得)()()()()()(21311111=-----R S U S U R S U SC S U R S U S U o C C C C i解以上两式组成的方程组，可得传递函数如下3221232132213)111(1)(R R C C S R R R R R SC R R S H ++++-=通带截止频率及Q 值为037.02753f f f p ≈-=2132021C C R R f π=2321321)////(C R R C R R R Q =3、双T 带阻滤波器（陷波器）图3-3 双T 带阻滤波器及波特图用Y —△变换技术，可推导出双T 网络的传递函数为22)(41)(1)(SRC RC S SRC S H +++=在1/RC=ω0时，H （ω0）=0，即中心频率为RC f π210=四·实验结果记录及分析总结1、一阶低通滤波器的截止频率和增益理论值及测量值：测量值计算值通带截止频率95.86Hz 97.09Hz增益-2.91dＢ-3dB其波特图如下：将电路中的理想运放换成LM741 之后，记录其测量值和波特图如下：通带截止频率测量值：测量值计算值通带截止频率94.35Hz 97.09Hz增益-2.89dB -3dB测得的波特图为：2、二阶低通滤波器通带截止频率和增益理论值及测量值：当运放为理想运放时测得的波特图如下：将理想运放换成LM741之后，测得的通带截止频率和增益如下：测量值计算值通带截止频率28.84Hz 29.45Hz增益-2.87dB -3dB波特图如下：2、双T带阻滤波器的通带截止频率和增益的理论值和测量值：测量值计算值中心频率55.29Hz 51.36Hz增益-26.38dB ------其波特图如下：将理想运放换成LM741之后，得到其通带截止频率以及增益如下表：测量值计算值中心频率48.69Hz 51.36Hz增益-31.55dB ------ 其波特图如下所示：五·预习要求及思考题1、预习一、二阶有源滤波器和双T 带阻滤波器的电路原理；2、进行有关的推导计算，并将结果填入记录表中；3、如何提高双T 带阻滤波器的Q 值？答：滤波器的品质因素的计算公式为Q=ωω∆︒=B f ︒，或者Q=α1；其中α为阻尼系数，所以通过降低滤波器的阻尼系数可以提高滤波器的品质因素。
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目录
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题目简介 设计内容及要求 相关概念 设计方法 参考文献
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题目简介
数字陷波器：用在电路上滤除不需要的频率的信号，比如在带通滤 波器通频带的边缘外加陷波器通常是串联一个并联谐振回路，或并 联一个串联回路，它们的谐振频率就是要滤除的频率，在电视机电 路中频部分很常见。陷波器是一种特殊的带阻滤波器，其阻带在理 想情况下只有一个频率点，因此也被称为点阻滤波器。这种滤波器 主要用于消除某个特殊的频率干扰，例如在各种测量仪器和数据采 集系统中用于消除电源干扰的工频陷波器。数字陷波器一般为IIR滤 波器。由于陷波器频率特性的特殊性，它除了可采用双线性变换进 行设计外，还可以采用所谓零极点累试的方法进行设计。
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设计内容及要求
1.掌握有源滤波电路的设计方法 2.掌握二阶有源带阻滤波器电路的设 计方法 3.了解有源滤波电路的性能特点 4.了解二阶有源带阻滤波器的性能特 点 5.掌握有 有源滤波电路：若滤波电路含有有源元件（双极型管、单极型
管、集成运放）组成，成为有源滤波电路
XXXX年 XXXX年
• 有源滤波器：有运算放大器和阻容元件组成的选频网络。用于传输有用频段
的信号，抑制或衰减无用频段的信号。滤波器阶数越高，性能越逼近理想滤 波器特性。
• 低通滤波器（LPF）：低通滤波器是一种用来传输低频段信号，抑制高频段
信号的电路。当信号的频率高于某一特定的截止频率1pf时，通过该电路的信 号会被衰减（或被阻止），而低于1pf的信号通过该滤波器。
1、放大电路设计。 2、有源滤波电路设计。 低通滤波器（LPF）：低通滤波器是一种用来传输低频段信号，抑 制高频段信号的电路。当信号的频率高于某一特定的截止频率 时， 通过该电路的信号会被衰减（或被阻止），而低于 的信号通过该 滤波器。 3、有源帯阻滤波电路设计 。
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设计方法
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参考文献
上网查询：查询关于MATLAB的使用。 到图书馆借阅相关书籍，采用数字信号处理的方法进行理论计 算，得出结果。 安装MATLAB软件，调试程序，进行仿真，得出仿真结果。 将理论分析的结果和仿真的结果进行比较得出结论。