射频滤波器主要企业情况

射频滤波器主要企业情况
射频滤波器主要企业情况

8.投资建议

射频滤波器产业是千亿市场蓝海,从分立滤波器到滤波器模组为国内本土企业提供广阔的发展空间。中美贸易摩擦背景下,射频滤波器国产化率有望逐步提升, 国内射频去美效应凸显。及时抓住需求变化契机、率先匹配需求的厂商往往能够获得早期参与优势,在市场上脱颖而出,快速崛起。国内一批厂商也在迅速崛起,占领国内滤波器市场。

8.1 卓胜微

卓胜微是国内射频前端平台企业,全面布局射频开关、滤波器、PA、射频模组等产品。公司成立于2012年,以射频开关、LNA芯片起家,已实现全球主流智能手机品牌如华为、三星、小米、OPPO等重点客户覆盖。公司不断开发创新,部分创新产品已达国际先进水平,公司于2019年成功推出适用于5G通信标准Sub-6GHz的射频器件,并基本达成Sub-6GHz频段开关的全覆盖,且射频模组高技术含量产品DIFEM、LFEM、LNA bank研发成功,并将逐步量产。公司在原有产品基础上,积极布局射频滤波器细分领域,并推出多款Saw滤波器产品,包括应用于卫星定位系统的GPS滤波器、适用于无线通信的滤波器、WIFI滤波器等,且以上滤波器产品均已量产或出货。且公司的毛利率水平持续保持在高位,盈利能力稳健。

2020年6月1号,公司第一届董事会第十四次会议决议通过《关于公司符合非公开发行A股股票条件的议案》,公司拟募集资金总额不超过30.06亿元,主要用于高端射频滤波器芯片及模组产业化项目、5G通信基站射频器件研发及产业化项目并补充流动资金。

表14:公司募集资金流向(万元)

名称总投资金额募集资金投入金额

高端射频滤波器芯片及模组研发和产业化项目227430.12 141760.77 5G通信基站射频器件研发及产业化项目163801.33 83793 补充流动资金75000 75000 投资总额466231.45 300553.77 资料来源:卓胜微公司招股说明书,国元证券研究中心

在本次募集资金过程中,过半数募得资金将投入高频射频滤波器芯片及模组研发和

产业化项目。公司本次高端射频滤波器芯片项目是在原有Saw 滤波器技术基础上,进一步研发高性能、复杂应用的高端滤波器,以满足客户对定制化、高性能和搞复杂度射频器件的需求。

表15: 高端射频滤波器芯片及模组研发和产业化项目(万元)

名称

总投资金额

募集资金投入金额

硬件设备费 141760.77 141760.77

研发支出 47114.13 -基本预备费 3777.5 -铺底流动资金 34777.72 -投资总额

227430.12

141760.77

资料来源:卓胜微公司招股说明书,国元证券研究中心

我们看好公司的高端技术和大客户的优势,身处射频芯片优质赛道,未来公司业绩将充分受益于5G 需求和国产替代的双轮驱动。

图73:

卓胜微近年营收情况

图74: 卓胜微近年盈利能力

资料来源:Wind , 国元证券研究中心 资料来源:Wind ,

国元证券研究中心

2019年9月,卓胜微表示其已根据募投项目建设周期及规划推进了滤波器产品和产业化建设,卓胜微滤波器生产的包括卫星定位系统的GPS 滤波器、用于无线互联前端的WIFI 滤波器、适用于移动通信的滤波器等,上述产品均已量产或出货。据卓胜微公告称,公司滤波器的产能能够满足客户的需求。

8.2 经纬辉开

经纬辉开通过收购诺思布局体声波滤波器芯片领域。天津经纬辉开光电股份有限公司前身成立于1999年,于2010

年在深圳证券交易所创业板挂牌上市。公司以研发生产销售各类型电磁线、电抗器业务起步。公司在电子信息板块主要产品包括各种类型的液晶显示模组、触控显示模组、3D 防护屏、电子车牌等产品的研发、生产及销售;电力板块,公司主要产品包括不限于各类电抗器、电磁线等。

公司坚持自主技术创新,在高端显示屏、车联网终端产品和电力电磁线方面具有全球领先的技术。仅2019年就获得电磁线领域授权国家专利7项,申请国家专利6项,电抗器领域授权国家专利6项,申请国家专利17项。公司是国家电网、南方电网供应商,在马来西亚新建生产基地突破产能瓶颈,具有较强的战略优势和市场优势。

图75: 经纬辉开近年营收情况

图76: 经纬辉开近年盈利能力

资料来源:Wind , 国元证券研究中心 资料来源:Wind , 国元证券研究中心

2020年7月,据《关于公司对外投资的公告》称,经纬辉开拟1.27亿元收购诺思10.1%股权,布局射频前端薄膜体声波滤波芯片领域。公司认为滤波器在无线通信、蓝牙、GNSS 及Wi-Fi 领域都有广泛的应用,将成为公司在电力与电子信息基础上的有益增长动力。

诺思是中国首家技术水平世界领先的射频体声波滤波芯片生产企业,也是国内极少数的专注Fbar 滤波器的IDM 模式厂商,于2017年在天津建设了亚洲首座具有完全知识产权的Fbar 晶圆厂。它填补了国内射频前端薄膜体声波射频芯片领域的空白,具有广阔的市场前景。2018年,诺思天津工厂交付能力达到3亿颗.2019年南昌工厂产能达12亿颗。2018年,公司拟投资128亿元人民币在绵阳建设一条年产110亿颗的8英寸Fbar 芯片生产线,建成后年产能将达到125亿颗。

8.3 天通股份

天通股份为国产压电晶体材料龙头厂商。天通股份成立于1984年,是国内首家由自然人控股的上市公司。目前公司主营业务分为电子材料和高端专用装备,包括磁性材料、蓝宝石晶体、压电晶体研发、生产、销售以及高端专用设备的研发、制造和销售。公司持续扩大电子材料产能,已成功投产一条用于磁性材料生产的自动化产线,扩增2条SMT 生产线、9条5G 自动化测试线、1条DIP 波峰线。公司设备产业也是盈利增长重点之一,在半导体行业,公司研发生产的8英寸单晶生长设备已交付客户使用,硅片研磨机和晶圆减薄机等产品也陆续获得客户订单。

压电晶体材料是Saw 滤波器及Baw 滤波器的重要材料,国产化缺口明显,也获得了政策支持。国家“十三五”纲要中已明确将压电材料列入重点支持产业。面对5G 时代带来的Saw 滤波器需求井喷,天通股份积极布局压电晶体材料的研发以及专用设备制造。目前,公司4英寸、6英寸LT 、LN 各种轴向晶片已实现量产,4-6英寸双抛片应用方面已处于行业领先地位。公司已取得压电晶体材料发明专利4项,打破了国外垄断,实现了技术的自主可控。天通压电晶体材料占据了国内滤波器材料市场的重要份额,主要销售客户为无锡好达电子、重庆中电26所等。

图77: 天通股份近年营收情况

图78: 天通股份近年盈利能力

资料来源:Wind , 国元证券研究中心 资料来源:Wind , 国元证券研究中心

受益于射频器件国产化的需求拉动,压电晶体的需求和产能规模迅速增加,天通股份压电晶体逐步达产。2016年,天通股份投资约2亿元建设年产60万片新型压电晶片项目,2018年实现量产。公司压电晶体材料在晶片还原和抛光上具有核心技术,产品性能达到国际同行水准,技术研发能力和产品质量水平均处于行业领先水平,是实现国产替代的潜在力量,更走出国门,面向日韩市场推广。

8.4 信维通信

信维通信是国内先进的天线+射频企业,公司在天线业务上不断扩展,目前已成为国内领先的泛射频企业:公司2006年开始进军天线领域,并以此业务为根基扩展了射频连接线和元件之间的屏蔽件;从射频连接线出发,公司扩展了BTB 连接器、lighting 闪电头和其他工业连接器;基于材料和工艺的理解,在信号传输的基础上扩展了能量传输,即无线充电领域。公司已经形成了以射频技术为中心,从研发设计、前端材料到后道工艺的产业链布局,射频领域产品将覆盖信号段(天线)、信号传输(射频连接线、LCP )、信号处理(滤波器、PA 等)。公司现有的客户已经覆盖苹果、谷歌、微软、华为、OPPO 、vivo 等主流厂商。在5G 技术、物联网发展等背景下,公司有望从产品线和客户线两个维度实现长足的发展。

图79:

信维通信近年营收情况

图80: 信维通信近年盈利能力

资料来源:Wind , 国元证券研究中心 资料来源:Wind , 国元证券研究中心

射频低通滤波器设计示例

射频电路设计示例 设计任务: 用两种方法设计一个输入、输出为50Ω的低通滤波器,滤波器参数为: (1) 截止频率为3Ghz (2) 在通带内,衰减小于3dB (3) 在通带外,当归一化频率为2时,损耗不小于50dB (4) 相速为光速的60% 设计要求: (1)画出滤波器的电路图。 (2)用微带线实现上述的功能,并画出微带线的结构尺寸。 (3)画出0--3.5Ghz 的衰减曲线。 (4)给出设计的源代码本,利用具体软件(如Matlab, MW- office, ADS 、HFSS 、IE3D 等)操作方法及步骤。 方法一: 切比雪夫滤波器设计: Step1: 画出滤波器的电路图。由课本(p151)知滤波器阶数应为N=5。归一化参数为:g g 514817.3==,g g 427618.0==,5381.43=g 集中参数为:4817 .35 1 == C C ,5381 .43 =C ,2296 .14 2 == L L 图1 归一化5阶低通滤波器电路原理图 Step2:将集中参数变换成分布参数(Richards 变换:电感用短路线代,电容用开路线代): g Y Y 1 51 = =,g Z Z 2 4 2 = = ,g Y 3 3 = 。

图2 (O.C =开路线,S.C=短路线) Step3:将串联线段变为并联线段—Kuroda 规则(P162表5.6)。首先在滤波器的输入、输出端口引入两个单位元件。 因为单位元件与信号源及负载的阻抗都是匹配的,所以到入它们并不 影响滤波器的特性。对第一个并联的短线和最后一个并联短线应用Kuroda 规则-1后得: 2872.12872.014817 .3112 1 =+=+ == N N , 2231.02872.14817.31 ' ' 2 1 =?= = Z Z UE UE 7769.02872 .1151=== ' ' Z Z S S

整流滤波电路详解

为电感对直流的阻抗小,交流的阻抗大,因此能够得到较好的滤波效果而直流损失小。电感滤波缺点是体积大,成本高. 桥式整流电感滤波电路如图2所示。电感滤波的波形图如图2所示。根据电感的特点,当输出电流发生变化时,L中将感应出一个反电势,使整流管的导电角增大,其方向将阻止电流发生变化。 图2电感滤波电路 在桥式整流电路中,当u2正半周时,D1、D3导电,电感中的电流将滞后u2不到90°。当u2超过90°后开始下降,电感上的反电势有助于D1、D3继续导电。当u2处于负半周时,D2、D4导电,变压器副边电压全部加到D1、D3两端,致使D1、D3反偏而截止,此时,电感中的电流将经由D2、D4提供。由于桥式电路的对称性和电感中电流的连续性,四个二极管D1、D3;D2、D4的导电角θ都是180°,这一点与电容滤波电路不同。 图3电感滤波电路波形图 已知桥式整流电路二极管的导通角是180°,整流输出电压是半个半个正弦波,其平均值约为。电感滤波电路,二极管的导通角也是180°,当忽略电感器L的电阻时,负载上输出的电压平均值也是。如果考虑滤波电感的直流电阻R,则电感滤波电路输出的电压平均值为 要注意电感滤波电路的电流必须要足够大,即RL不能太大,应满足wL>>RL,此时IO(AV)可用下式计算 由于电感的直流电阻小,交流阻抗很大,因此直流分量经过电感后的损失很小,但是对于交流分量,在wL和上分压后,很大一部分交流分量降落在电感上,因而降低了输出电压中的脉动成分。电感L愈大,RL愈小,则滤波效果愈好,所以电感滤波适用于负载电流比较大且变化比较大的场合。采用电感滤波以后,延长了整流管的导电角,从而避免了过大的冲击电流。 电容滤波原理详解 1.空载时的情况 当电路采用电容滤波,输出端空载,如图4(a)所示,设初始时电容电压uC为零。接入电源后,当u2在正半周时,通过D1、D3向电容器C充电;当在u2的负半周时,通过D2、D4向电容器C充电,充电时间常数为

几种卡尔曼滤波算法理论

自适应卡尔曼滤波 卡尔曼滤波发散的原因 如果卡尔曼滤波是稳定的,随着滤波的推进,卡尔曼滤波估计的精度应该越来越高,滤波误差方差阵也应趋于稳定值或有界值。但在实际应用中,随着量测值数目的增加,由于估计误差的均值和估计误差协方差可能越来越大,使滤波逐渐失去准确估计的作用,这种现象称为卡尔曼滤波发散。 引起滤波器发散的主要原因有两点: (1)描述系统动力学特性的数学模型和噪声估计模型不准确,不能直接真实地反映物理过程,使得模型与获得的量测值不匹配而导致滤波发散。这种由于模型建立过于粗糙或失真所引起的发散称为滤波发散。 (2)由于卡尔曼滤波是递推过程,随着滤波步数的增加,舍入误差将逐渐积累。如果计算机字长不够长,这种积累误差很有可能使估计误差方差阵失去非负定性甚至失去对称性,使滤波增益矩阵逐渐失去合适的加权作用而导致发散。这种由于计算舍入误差所引起的发散称为计算发散。 针对上述卡尔曼滤波发散的原因,目前已经出现了几种有效抑制滤波发散的方法,常用的有衰减记忆滤波、限定记忆滤波、扩充状态滤波、有限下界滤波、平方根滤波、和自适应滤波等。这些方法本质上都是以牺牲滤波器的最优性为代价来抑制滤波发散,也就是说,多数都是次优滤波方法。 自适应滤波 在很多实际系统中,系统过程噪声方差矩阵Q和量测误差方差阵R事先是不知道的,有时甚至连状态转移矩阵 或量测矩阵H也不能确切建立。如果所建立的模型与实际模型不符可能回引起滤波发散。自适应滤波就是这样一种具有抑制滤波发散作用的滤波方法。在滤波过程中,自适应滤波一方面利用量测值修正预测值,同时也对未知的或不确切的系统模型参数和噪声统计参数进行估计修正。自适应滤波的方法很多,包括贝叶斯法、极大似然法、相关法与协方差匹配法,其中最基本也是最重要的是相关法,而相关法可分为输出相关法和新息相关法。 在这里只讨论系统模型参数已知,而噪声统计参数Q和R未知情况下的自适应滤波。由于Q和R等参数最终是通过增益矩阵K影响滤波值的,因此进行自适应滤波时,也可以不去估计Q和R等参数而直接根据量测数据调整K就可以了。

射频滤波器如何正确选取 看完全懂了

射频滤波器如何正确选取,看完全懂了 随着移动设备功能越来越强大,支持的网络频段越来越多,射频前端模块成了移动设备中不可缺少的一部分。举例来说,一款较新的手机至少需要支持2G,3G,4G以及WiFi,GPS等网络制式,而每一个制式都需要自己的射频前端模块。射频前端模块一般包括天线开关,多路器,滤波器,功率放大器与低噪声放大器等等。这些器件目前仍无法用集成度最高的CMOS工艺制造,而必须使用特殊工艺以保证性能。 根据Mobile Expert LLC的研究报告,2016年在智能手机增长萎靡(9%)的情况下,射频前端模块的增长率仍达到了17%。而在射频前端模块中,未来发展最快的,也最关键的模块就是射频滤波器模块。 滤波器到底有多重要 随着无线通讯应用的发展,人们对于数据传输速度的要求也越来越高。在2G时代,只有一小部分人会使用手机上网下载铃声或浏览wap版网页,需要的数据率大约在1KB/s。在3G时代,随着智能手机的普及,使用运营商网络上

网收发邮件,使用各种app等使得网络流量剧增,需要的数据率大约是50KB/s。到了4G时代的今天,直播等应用更是将手机通讯的带宽需求推向了一个新的高度,需要的数据率达到了1MB/s。 与数据率上升相对应的是频谱资源的高利用率以及通讯协议的复杂化。这两个问题是相辅相成:由于频谱资源有限,为了满足人们对数据率的需求,必须充分利用频谱,因此一部手机必须能够覆盖很宽的频带范围,这样在人群拥挤的情况下不同人的设备才能够分配到足够的频谱带宽。同时,为了满足数据率的需求,从4G开始还使用了载波聚合技术,使得一台设备可以同时利用不同的载波频谱传输数据。 另一方面,为了在有限的带宽内支持足够的数据传输率,通信协议变得越来越复杂,因此对于射频系统的各种性能也提出了严格的需求。 在射频前端模块中,射频滤波器起着至关重要的作用。它可以将带外干扰和噪声滤除以以满足射频系统和通讯协议对于信噪比的需求。如前所述,随着通信协议越来越复杂,对于通讯协议对于频带内外的需求也越来越高,这也

选用射频滤波器(馈通滤波器、穿心电容)的方法

选用射频滤波器(馈通滤波器、穿心电容)的方法随着电子设备工作频率的迅速提高,电磁干扰的频率也越来越高,干扰频率通常会达到数百MHz,甚至GHz以上。由于电压或电流的频率越高,越容易产生辐射,因此,正是这些频率很高的干扰信号导致了辐射干扰的问题日益严重。因此,对用来解决辐射干扰的滤波器的一个基本要求就是要能对这些高频干扰信号有较大的衰减,这种滤波器就是射频干扰滤波器。普通干扰滤波器的有效滤波频率范围为数kHz 数十MHz,而射频干扰滤波器的有效滤波频率范围从数kHz到GHz以上。 按照传统方式构造的滤波器不能成为射频滤波器。这是由于两个原因:第一个原因是:图1中的旁路电容寄生电感较大(导致串联谐振,增加了旁路阻抗),导致电容器在较高的频率并不具有较低的阻抗,起不到旁路的作用。第二个原因是:滤波器的输入端和输出端之间的杂散电容导致高频干扰信号耦合,使滤波器对高频干扰失去作用。解决这个问题的方法是用穿心电容作为旁路电容。穿心电容具有非常小的寄生电感,旁路阻抗非常小,并且由于采用隔离安装方式,消除了输入输出端之间的高频耦合。 本样本中的各种射频滤波器都是基于穿心电容制造的,并且安装方式都是馈通形式的(输入与输出被金属板隔离)。 虽然本样本中的射频滤波器品种很多,但是每一种型号在设计时都考虑了具体使用场合的要求,使设计师能够在性能、体积、成本等方面获得满意的结果。选择射频滤波器需要考虑的因素有:

截止频率:滤波器的插入损耗大于3dB的频率点称为滤波器的截止频率,当频率超过截止频率时,滤波器就进入了阻带,在阻带,干扰信号会受到较大的衰减。根据使用滤波器的场合不同(信号电缆滤波还是电源线滤波),可以用两个方法来确定滤波器的截止频率。在对信号电缆进行滤波时,根据有效信号的带宽来确定,截止频率要大于信号的带宽,这样才能保证有用信号不被衰减。在对电源线或直流信号线,滤波时,由于有效信号的频率很低,信号失真的问题不是主要因素,因此主要根据干扰信号的频率来定,要使干扰频率全部落在滤波器的阻带内。滤波器的截止频率越低,滤波器的尺寸越大,价格越高,因此没有必要时(干扰的频率不是很低时),不要盲目选用截止频率过低的滤波器。 插入损耗:指滤波器在阻带的损耗数值(dB),每一种滤波器都有一张插入损耗与频率对应的表格,选用滤波器时,根据干扰信号的频率和需要衰减的程度确定对插入损耗的要求。需要注意的一点是,产品样本上给出的插入损耗是在50 系统中测量的,实际使用条件如果不是50 ,插入损耗会有差异。 额定电压:滤波器在正常工作时能够长时间承受的电压,要注意正确选用直流和交流品种,在交流应用场合绝对不能使用直流的品种,否则容易发生击穿。由于几乎所有的电磁兼容试验都有脉冲干扰的项目,因此在选用滤波器时要考虑这种高压脉冲干扰的作用,耐压值需要留有一定的富裕量。 额定电流:滤波器在正常工作时能够长时间流过的电流值,额定

带通滤波器工作原理与带通滤波器原理图详解

带通滤波器工作原理与带通滤波器原理图详解 带通滤波器(band-pass filter)是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。比如RLC振荡回路就是一个模拟带通滤波器。 带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带阻滤波器的概念相对。一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLC circuit)。这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生。 工作原理 一个理想的带通滤波器应该有一个完全平坦的通带,在通带内没有放大或者衰减,并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉,另外,通带外的转换在极小的频率范围完成。 实际上,并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉,尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现象,并且使用每十倍频的衰减幅度的dB数来表示。通常,滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好,这样滤波器的性能就与设计更加接近。然而,随着滚降范围越来越小,通带就变得不再平坦,开始出现“波纹”。这种现象在通带的边缘处尤其明显,这种效应称为吉布斯现象。 除了电子学和信号处理领域之外,带通滤波器应用的一个例子是在大气科学领域,很常见的例子是使用带通滤波器过滤最近3到10天时间范围内的天气数据,这样在数据域中就只保留了作为扰动的气旋。 在频带较低的剪切频率f1和较高的剪切频率f2之间是共振频率,这里滤波器的增益最大,滤波器的带宽就是f2和f1之间的差值。 典型应用 许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中

扩展卡尔曼滤波器(EKF)进行信号处理及信号参数估计

% 扩展卡尔曼滤波器估计单相电压幅值、相位、频率参数(含直流)function test2_EKF close all; clc; tic; %计时 %模型:y=A0+A1*cos(omega*t+phy1) %离散化:y(k)=A0(k)+A1(k)*cos(omega(k)*k*Ts+phy1(k)) %状态变量:x1(k)=A0(k),x2(k)=omega(k),x3(k)=A1(k)*cos(omega(k)*k*Ts+phy1(k) ),x4(k)=A1(k)*sin(omega(k)*k*Ts+phy1(k)) %下一时刻状态变量为(假设状态不突变):A0(k+1)=A0(k),A1(k+1)=A1(k),omega(k+1)=omega(k),phy1(k+1)=phy1 (k); %则对应状态为:x1(k+1)=x1(k),x2(k+1)=x2(k),x3(k+1)=x3(k)*cos(x2(k)*Ts)- x4(k)*sin(x(2)*Ts),x4(k+1)=x3(k)*sin(x2(k)*Ts)+x4(k)*cos(x(2)*Ts); %状态空间描述:X(k+1)=f(X(k))+W(k);y(k)=H*X(k)+v(k) %f(X(k))=[x1(k);x2(k);x3(k)*cos(x2(k)*Ts)- x4(k)*sin(x(2)*Ts);x3(k)*sin(x2(k)*Ts)+x4(k)*cos(x(2)*Ts)] %偏导(只求了三个):f`(X(k))=[1,0,0;0,1,0;0,-x3(k)*Ts*sin(x2(k)*Ts)-x4(k)*Ts*cos(x2(k)*Ts),cos(x2(k)*Ts);0,x3(k)*Ts*cos(x2(k)*Ts)- x4(k)*Ts*sin(x2(k)*Ts),sin(x2(k)*Ts)]

微波射频滤波器归类

摘要:按微波滤波器的传输线的种类进行了分类,并按照这种分类方法对各种微波滤波器的性能指标、设计方法进行了详细的介绍。 关键词:微波滤波器;性能指标;设计方法 前言:随着现代微波通信,尤其是卫星通信和移动通信的发展,系统对通道的选择性越来越高,这对微波滤波器的设计提出了更高的要求,而微波滤波器作为通信系统中的重要部分,其性能的优劣往往决定了整个通信系统的质量。因此研究微波滤波器的性能指标和设计方法具有重要意义。 微波滤波器是一类无耗的二端口网络,广泛应用于微波通信、雷达、电子对抗及微波测量仪器中,在系统中用来控制信号的频率响应,使有用的信号频率分量几乎无衰减地通过滤波器,而阻断无用信号频率分量的传输。滤波器的主要技术指标有:中心频率,通带带宽,带内插损,带外抑制,通带波纹等。 微波滤波器的分类方法很多,根据通频带的不同,微波滤波器可分为低通、带通、带阻、高通滤波器;按滤波器的插入衰减地频响特性可分为最平坦型和等波纹型;根据工作频带的宽窄可分为窄带和宽带滤波器;按滤波器的传输线分类可分为微带滤波器、交指型滤波器、同轴滤波器、波导滤波器、梳状线腔滤波器、螺旋腔滤波器、小型集总参数滤波器、陶瓷介质滤波器、SIR(阶跃阻抗谐振器)滤波器、高温超导材料等。本文是按照传输线的分类来对各种微波滤波器的主要特性进行详尽的分析。 一、微带滤波器 主要性能指标: 频率范围:500MHz~6GHz 带宽:10%~30% 插入损耗:5dB(随带宽不同而不同) 输入输出形式:SMA、N、L16等 输入输出驻波:1.8:1 微带滤波器主要包括平行耦合微带线滤波器、发夹型滤波器、微带类椭圆函数滤波器。 半波长平行耦合微带线带通滤波器是微波集成电路中广为应用的带通滤波器形式。其结构紧凑、第二寄生通带的中心频率位于主通带中心频率的3倍处、适应频率范围较大、适用于宽带滤波器时相对带宽可达20%。其缺点为插损较大,同时,谐振器在一个方向依次摆开,

LC滤波电路原理及设计详解

LC滤波电路 LC滤波器也称为无源滤波器,是传统的谐波补偿装置。LC滤波器之所以称为无源滤波器,顾名思义,就是该装置不需要额外提供电源。LC滤波器一般是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除起滤波作用外,还兼顾无功补偿的需要; 无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。 LC滤波器的适用场合 无源LC电路不易集成,通常电源中整流后的滤波电路均采用无源电路,且在大电流负载时应采用LC电路。 有源滤波器适用场合 有源滤波器电路不适于高压大电流的负载,只适用于信号处理, 滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。 经典滤波的概念,是根据富立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论,任何一个满足一定条件的信号,都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说,就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过,而阻止另一部分频率成分通过的电路,叫做经典滤波器或滤波电路 电容滤波电路电感滤波电路作用原理 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动

电源滤波电路(图) 电源滤波电路解析

电源滤波电路、整流电源滤波电路分析 电源滤波电路 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 电阻滤波电路 RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。 由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合. 电感滤波电路 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。

卡尔曼滤波器综述

卡尔曼滤波器综述 瞿伟军 G10074 1、卡尔曼滤波的起源 1960年,匈牙利数学家卡尔曼发表了一篇关于离散数据线性滤波递推算法的论文,这意味着卡尔曼滤波的诞生。斯坦利.施密特(Stanley Schmidt)首次实现了卡尔曼滤波器,卡尔曼在NASA埃姆斯研究中心访问时,发现他的方法对于解决阿波罗计划的轨道预测很有用,后来阿波罗飞船的导航电脑使用了这种滤波器。关于这种滤波器的论文由Swerling (1958)、Kalman (1960)与 Kalman and Bucy (1961)发表。 2、卡尔曼滤波的发展 卡尔曼滤波是一种有着相当广泛应用的滤波方法,但它既需要假定系统是线性的,又需要认为系统中的各个噪声与状态变量均呈高斯分布,而这两条并不总是确切的假设限制了卡尔曼滤波器在现实生活中的应用。扩展卡尔曼滤波器(EKF)极大地拓宽了卡尔曼滤波的适用范围。EKF的基本思路是,假定卡尔曼滤滤对当前系统状态估计值非常接近于其真实值,于是将非线性函数在当前状态估计值处进行台劳展开并实现线性化。另一种非线性卡尔曼滤波叫线性化卡尔曼滤波。它与EKF的主要区别是前者将非线函数在滤波器对当前系统状态的最优估计值处线性化,而后者因为预先知道非线性系统的实际运行状态大致按照所要求、希望的轨迹变化,所以这些非线性化函数在实际状态处的值可以表达为在希望的轨迹处的台劳展开式,从而完成线性化。 不敏卡尔曼滤波器(UKF)是针对非线性系统的一种改进型卡尔曼滤波器。UKF处理非线性系统的基本思路在于不敏变换,而不敏变换从根本上讲是一种描述高斯随机变量在非线性化变换后的概率分布情况的方法。不敏卡尔曼滤波认为,与其将一个非线性化变换线性化、近似化,还不如将高斯随机变量经非线性变换后的概率分布情况用高斯分布来近似那样简单,因而不敏卡尔曼滤波算法没

射频微波滤波器的设计仿真与测试

射频微波滤波器的设计仿真与测试

一、实验目的 1.掌握低通原型滤波器的结构 2.掌握最平坦和等波纹型低通滤波器原型频率响应特性 3.了解频率变换法设计滤波器的原理及设计步骤 4.了解利用微带线设计低通、带通滤波器的原理方法 5.掌握用ADS 进行微波滤波器优化仿真的方法与步骤。 二、实验原理 2.1.滤波器的技术指标 中心频率,通带最大衰减,阻带最小衰减,通带带宽,插入损耗,群时延,带内纹波,回波损耗,驻波比 2.2 插入衰减法设计滤波器 通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性: 插损法是一种系统的综合方法,可高度地控制整个通带和阻带内的幅度和相位特性,可以计算出满足应用需求的最好响应。如要求插损小,可用二项式响应;而切比雪夫响应能满足锐截止的需要;若可牺牲衰减率的话,则能用线性相位滤波器设计法获得好的相位响应。插损法使滤波器性能提高的最为直接的方法便是增加滤波器的阶数,滤波器的阶数等于元件的个数。 2.3 集总元件低通滤波器原型 最平坦响应滤波器设计 dB P P L L in A lg 10

2.4 滤波器的实现--频率变换 变换后在对应频率点上衰减量不变,须对应的元件值在两种频率下的具有相同的阻抗 2.5 滤波器的设计步骤 (1)由衰减特性综合出低通原型 (2)再进行频率变换,变换成所设计的滤波器类型 (3)计算滤波器电路元件值(集总元件) (4)微波结构实现电路元件,并用微波微波仿真软件进行优化仿真 三.练习题 对下面结构的微带支节低通滤波器的两种设计进行原理图和版图仿真,并分析其特性。

原理图: 仿真结果:

版图 仿真结果: 实验结果分析:结果基本上达到要求。带宽2.35GHZ-2.55GHZ,袋内衰减在3dB以内,2.3GHZ一下以及在2.75GHZ以上衰减达到大于40dB,端口反射系数较小。 四.滤波器的测量--AV36580A矢量网络分析仪

实验一射频滤波器设计

实验一 射频滤波器设计 一、实验目的 (1)了解微波滤波电路的原理及设计方法。 (2)学习使用ADS 软件进行微波电路的设计,优化,仿真。 (3)掌握微带滤波器的制作及调试方法。 二、实验内容 (1)使用ADS 软件设计一个微带带通滤波器,并对其参数进行优化、仿真。 (2)根据软件设计的结果绘制电路版图,并加工成电路板。 (3)对加工好的电路进行调试,使其满足设计要求。 三、 设计指标 设计指标:通带3.0-3.1GHz ,带内衰减小于2dB ,起伏小于1dB ,2.8GHz 以下及3.3GHz 以上衰减大于40dB ,端口反射系数小于-20dB 。 四、实验原理 下图是一个微带带通滤波器及其等效电路,它由平行的耦合线节相连组成,并且是左右对称的,每一个耦合线节长度约为四分之一波长(对中心频率而言),构成谐振电路。 在进行设计时,主要是以滤波器的S 参数作为优化目标进行优化仿真。S21(S12)是 传输参数,滤波器通带、阻带的位置以及衰减、起伏全都表现在S21(S12)随频率变化曲线的形状上。S11(S22)参数是输入、输出端口的反射系数,由它可以换算出输入、输出 端的电压驻波比。如果反射系数过大,就会导致反射损耗增大,并且影响系统的前后级匹配,使系统性能下降。 五、实验步骤 ( 1)启动ADS (2)创建新的工程文件 (3)生成微带滤波器的原理图,如图1 所示。 图1 微带滤波器原理图 等效电路

(4) 设置微带电路的基本参数 双击图上的控件MSUB设置微带线参数 H:基板厚度(0.8 mm) Er:基板相对介电常数(4.3) Mur:磁导率(1) Cond:金属电导率(5.88E+7) Hu:封装高度(1.0e+33 mm) T:金属层厚度(0.03 mm) TanD:损耗角正切(1e-4) Roungh:表面粗糙度(0 mm) (5) 计算微带线的线宽和长度 滤波器两边的引出线是特性阻抗为50欧姆的微带线,它的宽度W可由微带线计算工具得到,具体方法是点击菜单栏Tools -> LineCalc -> Start Linecalc,填入50 Ohm和90 deg可以算出微带线的线宽1.52 mm和长度13.63 mm(四分之一波长)。 (6) 设置微带器件的参数 双击两边的引出线TL1、TL2,分别将其宽与长设为1.52 mm和2.5 mm(其中线长只是暂定,以后制作版图时还会修改)。通过添加变量实现对五个耦合线节微带线线长L,宽W和缝隙S的尺寸进行设置。由于平行耦合线滤波器的结构是对称的,所以五个耦合线节中,第1、5及2、4节微带线长L、宽W和缝隙S的尺寸是相同的。图2是设置微带器件参数后的原理图 图2 设置微带器件参数后的原理图

滤波器分类及原理

滤波器原理 滤波器是一种选频装置,可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减其它频率成分。在测试装置中,利用滤波器的这种选频作用,可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。 广义地讲,任何一种信息传输的通道(媒质)都可视为是一种滤波器。 因为,任何装置的响应特性都是激励频率的函数,都可用频域函数描述其 传输特性。因此,构成测试系统的任何一个环节,诸如机械系统、电气网 络、仪器仪表甚至连接导线等等,都将在一定频率范围内,按其频域特性, 对所通过的信号进行变换与处理。 本文所述内容属于模拟滤波范围。主要介绍模拟滤波器原理、种类、 数学模型、主要参数、RC滤波器设计。尽管数字滤波技术已得到广泛应 用,但模拟滤波在自动检测、自动控制以及电子测量仪器中仍被广泛应用。带通滤波器二、滤波器分类 ⒈根据滤波器的选频作用分类 ⑴低通滤波器 从0~f2频率之间,幅频特性平直,它 可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰 减地通过,而高于f2的频率成分受到极大地 衰减。 ⑵高通滤波器 与低通滤波相反,从频率f1~∞,其幅 频特性平直。它使信号中高于f1的频率成分 几乎不受衰减地通过,而低于f1的频率成分 将受到极大地衰减。 ⑶带通滤波器 它的通频带在f1~f2之间。它使信号中 高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地 通过,而其它成分受到衰减。 ⑷带阻滤波器 与带通滤波相反,阻带在频率f1~f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减,其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过。 低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式,其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器,例如:低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器,低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。

关于卡尔曼滤波器的一个简单介绍

关于卡尔曼滤波器的一个简单介绍 在实际生产过程中,我们经常需要使用某种仪器测量某一物理参数。比如,用一台仪器测量大气中一氧化碳的浓度。由于测量误差永远存在,使得这样两个问题非常突出,首先,是否存在某个计算方法,能够从含有误差的测量结果中获得比较接近真实值的结果;其次,如何证明这样的结果是最优的,也就是说有没有这样一种数学方法,经过其进行处理后得到的测量结果是最接近真实值的。 为了消除测量误差,人们首先想到的方法是取平均值。通过对于同一物理量的多次测量,抵消可能存在的测量误差,从而得到真实值。但是,通过生产实践,人们很快发现这样的测量方法并不是最优的。如果参与平均值计算的数据量太小,就达不到抵消测量误差的目的,如果参与计算的数据量太多,不仅完全消除了可能的物理量变化,而且实现起来非常麻烦。 1960年,匈牙利数学家卡尔曼(Rudolf Emil Kalman,1930年出生于匈牙利首都布达佩斯。1953,1954年于麻省理工学院分别获得电机工程学士及硕士学位,1957年于哥伦比亚大学获得博士学位)在他的博士论文和1960年发表的论文《A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems》(线性滤波与预测问题的新方法)中提出一种计算方法,后来被称为卡尔曼滤波器。这种滤波器比较简单,但是对于绝大多数类似本文开头提出的问题,可以证明,它得出的结果是最优的。卡尔曼滤波器的最大优势是它非常简单,非常容易实现。故而在各领域广泛应用超过三十年。 下面简单介绍卡尔曼滤波器,为了便于阅读,尽量少使用数学公式。下面的用词不是非常严格的。 假如,我们需要用一个温度计测量一个房间的温度。每个1秒钟从温度计上读取一个数值。假设这个房间的真实温度是25度。 由于温度计本身有测量误差,我们得到的测量值是围绕25度上下波动的一组数值。“围绕”这一特性是符合我们的直观感受的。也就是说虽然温度计上的读数在不停的变化,但是我们知道温度计上出现26度或24度的可能性要比出现30度或20度的可能性大。这种特性在数学上被称为高斯分布。当有很多因素影响测量结果,而每种干扰因素都不起主导作用时,测量的结果呈现高斯分布。对于温度计来讲,制造工艺,空气扰动,我们读数时候的误差都可能影响测量结果。所以,温度计的读取结果是符合高斯分布的。高斯分布有两个参数,一个叫做期望,在这里可以等同于平均值,一个叫做方差。方差反映了数据的集中程度。比如一个温度计测量的结果分布在24到26度之间,另一个温度计测量结果在20到30度之间,显然,前一个温度计更好一些。它的数据方差就比较小。这里假设我们温度计的方差是3。于是,温度计的测量结果就是期望是25,方差是3的一组数据。 另外,我们可以根据经验猜测一下房间的温度(就好像把自己当成一个人体温度计),比如,我们猜测房间的温度是23度,当然,我们自己猜测的结果是有方差的,我们假设这个方差是4,于是根据人的感觉,测量结果是期望是23,方差是4的一组数据。 然后,由经验我们知道房间温度变化不大,基本可以认为,这一秒的温度和下一秒的温度是相等的。 现在,在第1秒,我们有了两个值,一个是温度计上显示的数据,25。一个是我们自己 根据感觉得出来的数据,23。那么相信谁呢?这里有一个数学公式 2 2 22 3 34 g k= + ,可以算出 kg=0.6,于是25×0.6+23×(1-0.6)=24.2,这个24.2就是我们在第1秒得到的测量结果。也就是说第1秒的温度是24.2度。 现在,我们进入了第2秒,这时,由于我们已经知道了第1秒的温度是24.2度,所以,

卡尔曼滤波的原理说明(通俗易懂)

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卡尔曼全名RudolfemilKalman,匈牙利数学家,1930年出生于匈牙利首都布达佩斯。1953,1954年于麻省理工学院分别获得电机工程学士及硕士学位。1957年于哥伦比亚大学获得博士学位。我们现在要学习的卡尔曼滤波器,正是源于他的博士论文和1960年发表的论文《AnewApproachtoLinearFilteringandpredictionproblems》(线性滤波与预测问题的新方法)。如果对这编论文有兴趣,可以到这里的地址下载:https://www.360docs.net/doc/f017908902.html,/~welch/kalman/media/pdf/Kalman1960.pdf 简单来说,卡尔曼滤波器是一个“optimalrecursivedataprocessingalgorithm(最优化自回归数据处理算法)”。对于解决很大部分的问题,他是最优,效率最高甚至是最有用的。他的广泛应用已经超过30年,包括机器人导航,控制,传感器数据融合甚至在军事方面的雷达系统以及导弹追踪等等。近年来更被应用于计算机图像处理,例如头脸识别,图像分割,图像边缘检测等等。 2.卡尔曼滤波器的介绍 (IntroductiontotheKalmanFilter) 为了可以更加容易的理解卡尔曼滤波器,这里会应用形象的描述方法来讲解,而不是像大多数参考书那样罗列一大堆的数学公式和数学符号。但是,他的5条公式是其核心内容。结合现代的计算机,其实卡尔曼的程序相当的简单,只要你理解了他的那5条公式。 在介绍他的5条公式之前,先让我们来根据下面的例子一步一步的探索。

射频微带滤波器基础理论

第2章射频微带滤波器基础理论 频率的提高意味着波长的减小,该结论应用于射频电路中,就是当波长与分立元件的集合尺寸相比拟时,电压和电流不再保持空间不变,以波的形式进行传播。经典的基尔霍夫电压和电流定律没有考虑电压和电流在空间的变化,则必须对普通的集总电路做重大的修改。 本章首先介绍了射频微带滤波器设计中所涉及的基本概念,然后介绍了二端口网络理论和谐振与耦合理论。 2.1 传输线理论 2.1.1 均匀传输线的概念和模型 频率提高后,导线中所流过的高频电流会产生趋肤效应,工程上常用趋肤深度δ来描述这种趋肤效应,δ为电磁波场强的振幅值衰减到表面值1/e所经过的距离,由于趋肤效应使得导线有效面积减小,高频电阻加大,而且沿线各处都存在损耗,这就是分布电阻效应;通高频电流的导线周围存在高频磁场,这就是分布电感效应;由于两导线之间有电压,故两线之间存在高频电场,这就是分布电容效应;由于两线间的介质并非理想介质而存在漏电流,这相当于双线间并联一个电导,这就是分布电导效应。基于上述的物理事实,便可得出双线传输线等效模型[18]如图2.1所示。 图2.1 双线传输线等效模型 图2.1中,R1为单位长度的分布电阻,L1为单位长度的分布电感,G1为单位长度的分布电导,C1为单位长度的分布电容。

2.1.2 均匀传输线相速与波长 相位速度是等相位面传播的速度,简称相速。在均匀传输线理论中等相位面是垂直于z 轴的平面,相速v p 为 β ω==dt dz v p (2-1) 在一个周期的时间内波所行进的距离称为波长,波长λp 为 βπ λ2===T v f v p p p (2-2) 其中f 为电磁波频率,T 为振荡周期。 2.1.3 均匀传输线特性阻抗 入射电压与入射电流之比或反射电压与反射电流之比称为特性阻抗(即波阻抗),特性阻抗Z 0为 1 1110C j G L j R Z ωω++= (2-3) 对于微波传输线由于频率很高,11R L j ω<<、11G C j ω<<,则 1 10Z C L = (2-4) 2.1.4 均匀传输线传播常数 传播常数γ表示行波经过单位长度后振幅和相位的变化,其表示式为 βαωωγj C j G L j R +=++=))((1111 (2-5) 由于实际微波传输线的损耗R 1、G 1比ωL 1、ωC 1小得多,式(2-5)经变换后可得 22220101111111Z G Z R C L G L C R +=+= α (2-6) 其中:0 12Z R c =α ——由导体电阻引起的损耗; 2 01Z G d = α ——由导体间介质引起的损耗。

选用射频滤波器(馈通滤波器、穿心电容)的方法

选用射频滤波器(馈通滤波器、穿心电容)的方法 随着电子设备工作频率的迅速提高,电磁干扰的频率也越来越高,干扰频率通常会达到数百MHz,甚至GHz以上。由于电压或电流的频率越高,越容易产生辐射,因此,正是这些频率很高的干扰信号导致了辐射干扰的问题日益严重。因此,对用来解决辐射干扰的滤波器的一个基本要求就是要能对这些高频干扰信号有较大的衰减,这种滤波器就是射频干扰滤波器。普通干扰滤波器的有效滤波频率范围为数kHz 数十MHz,而射频干扰滤波器的有效滤波频率范围从数kHz到GHz以上。 按照传统方式构造的滤波器不能成为射频滤波器。这是由于两个原因:第一个原因是:旁路电容寄生电感较大(导致串联谐振,增加了旁路阻抗),导致电容器在较高的频率并不具有较低的阻抗,起不到旁路的作用。第二个原因是:滤波器的输入端和输出端之间的杂散电容导致高频干扰信号耦合,使滤波器对高频干扰失去作用。解决这个问题的方法是用穿心电容作为旁路电容。穿心电容具有非常小的寄生电感,旁路阻抗非常小,并且由于采用隔离安装方式,消除了输入输出端之间的高频耦合。 选择射频滤波器需要考虑的因素有: 截止频率:滤波器的插入损耗大于3dB的频率点称为滤波器的截止频率,当频率超过截止频率时,滤波器就进入了阻带,在阻带,干扰信号会受到较大的衰减。根据使用滤波器的场合不同(信号电缆滤波还是电源线滤波),可以用两个方法来确定滤波器的截止频率。在对信号电缆进行滤波时,根据有效信号的带宽来确定,截止频率要大于信号的带宽,这样才能保证有用信号不被衰减。在对电源线或直流信号线,滤波时,由于有效信号的频率很低,信号失真的问题不是主要因素,因此主要根据干扰信号的频率来定,要使干扰频率全部落在滤波器的阻带内。滤波器的截止频率越低,滤波器的尺寸越大,价格越高,因此没有必要时(干扰的频率不是很低时),不要盲目选用截止频率过低的滤波器。 插入损耗:指滤波器在阻带的损耗数值(dB),每一种滤波器都有一张插入损耗与频率对应的表格,选用滤波器时,根据干扰信号的频率和需要衰减的程度确定对插入损耗的要求。需要注意的一点是,产品样本上给出的插入损耗是在50 系统中测量的,实际使用条件如果不是50 ,插入损耗会有差异。 额定电压:滤波器在正常工作时能够长时间承受的电压,要注意正确选用直流和交流品种,在交流应用场合绝对不能使用直流的品种,否则容易发生击穿。由于几乎所有的电磁兼容试验都有脉冲干扰的项目,因此在选用滤波器时要考虑这种高压脉冲干扰的作用,耐压值需要留有一定的富裕量。 额定电流:滤波器在正常工作时能够长时间流过的电流值,额定电流由滤波器的引线直径决定,线径越大,额定电流越大。对于滤波器组件,额定电流还与电感线圈的饱和特性有关,当电流超过额定电流时,滤波器的性能会下降。 工作温度范围:滤波器件能保证预定性能和正常工作时所处的环境温度,本样本中的滤波器件除了特别标出的以外,工作温度范围为有-55 - +125 C。 滤波器的体积:滤波器的体积与滤波器的额定工作电压、工作电流、截止频率、插入损耗以及制造工艺有关。电气性能基本相同的滤波器,由于不同的制造工艺而导致不同的体积,电气性能接近时,体积较大的滤波器价格较低(适合安装空间较大的场合)。 射频滤波器的安装方式对滤波器的性能有很大影响。首先射频干扰滤波器必须以金属板为隔离板,将滤波器的输入和输出隔离开。其次,滤波器要与金属板之间保持低阻抗的接触,以保证滤波电容的旁路效果。最好将滤波器安装在镀锡或锌的铝板或钢板上。为了保证可靠的连接,一般要在滤波器的安装法兰与隔离板之间安装内齿垫片,而不能使用导电胶之类的物质来达到可靠连接的目的。需要注意的问题是,不同金属的接触面之间会发生电化学腐蚀,

kalman滤波器算法的详细介绍

kalman滤波器 一.什么是卡尔曼滤波器 卡尔曼全名Rudolf Emil Kalman,匈牙利数学家,1930年出生于匈牙利首都布达佩斯, 我们现在要学习的卡尔曼滤波器,正是源于他的博士论文和1960年发表的论文《A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems》(线性滤波与预测问题的新方法)。 二.卡尔曼滤波器算法的介绍 以下是卡尔曼滤波器核心的5个式子。 X(k|k-1)=A X(k-1|k-1)+B U(k) ………(1)由(K-1)时刻的最优值X(k-1|k-1)得出K 时刻系统的预测值X(k|k-1),U(k)为控制量。 P(k|k-1)=A P(k-1|k-1) A’+Q ………(2)由(K-1)时刻最优值的偏差P(k-1|k-1) 及系统本身偏差Q得到K时刻系统预测值的偏差P(k|k-1) X(k|k)= X(k|k-1)+Kg(k) (Z(k)-H X(k|k-1)) ………(3)由K时刻系统预测值X(k|k-1)及测量值Z(K)还有卡尔曼增益Kg(k)得到K时刻系统的最优值估计,即X(k|k) Kg(k)= P(k|k-1) H’ / (H P(k|k-1) H’ + R) ……… (4)由K时刻系统预测值的偏差P(k|k-1)及预测值误差R得到卡尔曼增益Kg(k) P(k|k)=(I-Kg(k) H)P(k|k-1) …………(5)由K时刻系统预测值的偏差P(k|k-1)及卡尔曼增益得到K时刻最优值X(k|k)的估计偏差P(k|k) 以上介绍是针对单值卡尔曼滤波的预测,若为多值,则相应Q,R等应为矩阵形式。三.卡尔曼滤波的Matlab仿真 源程序如下: clear clc; N=600;%采样点的个数 CON=25;%室内温度的理论值 x=zeros(1,N);%用来记录温度的最优化估算值 y=randn(1,N)+CON;%温度计的观测值,其中叠加了噪声 x(1)=20;%为x(k)赋初值 p(1)=2;%x(1)对应的协方差 Q=cov(randn(1,N));%过程噪声的协方差 R=cov(randn(1,N));%测量噪声的协方差 for k=2:N%循环里面是卡尔曼滤波的具体过程 x(k)=x(k-1); p(k)=p(k-1)+Q; Kg(k)=p(k)/(p(k)+R);%Kg为Kalman Gain,卡尔曼增益

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