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陷波滤波器的工作原理以及电路如何实现

提问网友 发布时间:2022-04-20 16:29
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2个回答
热心网友 回答时间:2022-07-12 16:59

只滤除或衰减特定的频率时,可使用陷波滤波器,例如用它滤除电源频率引起的交流声、滤除基波后测量波形失真率等。采用双T电路时,如果采用大的Q值,无用的频率附近的信号也会跟着衰减,因此陷波器的Q值要求可变。

双T电路由3个电阻、3个电容组成,基本上是双对称型的。单个无源滤波元件其衰减特性Q=0.25,具有很好的宽频响应特性。 

参数确定:R2=R3,C1=C2,R4=R2/2,C2=2C1,FO=1/2πR2.C1,在衰减极点处谐振。如果偏离以上条件就不能获得最大衰减量,同时须注意各种元件的误差。 OP放大器A1~A3均起缓冲放大器的作用,A2用来加正反馈,以改变阻抗,反馈量由R5和R6的分压值确定。无反馈时的Q为0.25,如果设反馈的Q为Q’。

扩展资料:

电阻可采用误差为±1%的金属膜电阻。确定了所需的Q值之后,如果不再需要调整,最好去掉VR1,因为即使加了VR1,一边观察频率特性,一边调整也是相当困难的。

C1~C3用聚酯薄膜电容,最好选用误差为±1%以内的产品,不过也可以从误差±5%的元件中挑选,再用电阻值微调。

应用说明为了与50HZ、60HZ电源频率相对应,可以更换双T电路,或者把本电路的陷波滤波器作成50HZ和60HZ两级串联。如果使用频率*滤波器测量失真时,可进行3级串联调谐设计,使之具有中心频率±1%的衰减带宽。

当带阻滤波器的阻带很窄时, 被称为陷波滤波器 , 又称点阻滤波器。一个理想点阻滤波器的频率响应是要在消除的信号频率点, 其值等于零;而在其他频率处, 其值不为零, 且要等于1。

参考资料来源:百度百科--陷波滤波器

热心网友 回答时间:2022-07-12 18:17

陷波滤波器(英文叫:notch filter)指的是一种可以在某一个频率点迅速衰减输入信号,以达到阻碍此频率信号通过的滤波效果。从通过信号的频率范围的角度讲,陷波滤波器属于带阻滤波器的一种,只是他的阻带非常狭窄。既然陷波滤波器属于带阻滤波器,它的阶数必须是二阶(含二阶)以上。


(上图的陷波滤波器滤除了100kHz左右的信号,因为在这个频率点滤波器的响应急速下滑。)


陷波滤波器的模拟电路实现:

最简单的(二阶)陷波滤波器是RLC串联电路,如下图

这个电路滤除的频率可以通过这个公式计算: 

陷波滤波器的数字实现:

下图是数字式陷波滤波器原理图:


以下为matlab的实现代码:


% Matlab code for plotting the frequency response of digital notch filter
% Implemented as all pass filter section
clear; close all
fs = 1e6;
fn = 200e3;
fb = 50e3;
omega0T = fn/(fs/2)*pi;
deltaT  = fb/(fs/2)*pi;
a2 = (1-tan(deltaT/2))./(1+tan(deltaT/2));
a1 = (1+a2).*cos(omega0T);
B = [1 -a1 a2];
A = [a2 -a1 1];
[H1 W1] = freqz(B,A,1024,'whole');
[H2 W2] = freqz(1,1,1024,'whole');
H3 = (H1+H2)/2;

h = figure(1);
subplot(2,1,1);
plot([-512:511]/1024*fs/1e6,20*log10(fftshift(abs(H3))),'b-','LineWidth',4);
grid on; ylabel('amplitude, dB');
title('notch filter, fs=1MHz, fn=200kHz, fb=50kHz');
axis([-0.5 0.5 -50 10]);
subplot(2,1,2);
plot([-512:511]/1024*fs/1e6,(fftshift(angle(H3)*180/pi)),'m-','LineWidth',4);
grid on; xlabel('freq, MHz'); ylabel('angle, deg');
title('phase response');
axis([-0.5 0.5 -180 180]);

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