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1、滤波器,Harbin Engineering University,姓名：陈志明 学号：S312070090,一、定义,凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器,二、滤波器的分类,按元件分类，滤波器可分为：有源滤波器、无源滤波器、陶瓷滤波器、晶体滤波器、机械滤波器、锁相环滤波器、开关电容滤波器等。,按信号处理的方式分类，滤波器可分为：模拟滤波器、数字滤波器。,按通频带分类，滤波器可分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。,按通带滤波特性分类，有源滤波器可分为：最大平坦型（巴特沃思型）滤波器、等波纹型（切比雪夫型）滤波器、线性相移型（贝塞尔型）滤波器等。,按运放电路的构成分类
2、：无限增益单反馈环型滤波器、无限增益多反馈环型滤波器,三、几种滤波器,FIR(Finite Impulse Response)滤波器：有限长单位冲激响应滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。,1、FIR滤波器,特点：,(1)系统的单位冲激响应h(n)在有限个n值处不为零,(2)系统函数H(z)在|z|0处收敛，极点全部在z=0处（因果系统）,（3)结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，但有些结构中（例如频率抽
3、样结构）也包含有反馈的递归部分。,基本结构,（1）横截型,（2）级联型,(3)频率抽样型,2、IIR数字滤波器,IIR(Infinite Impulse Response)数字滤波器，又名“无限脉冲响应数字滤波器”，或“递归滤波器”。顾名思义，具有反馈，一般认为具有无限的脉冲响应,特点：,（1）封闭函数,(2）IIR数字滤波器采用递归型结构,（3）借助成熟的模拟滤波器的成果,（4）需加相位校准网络,3、卡尔曼滤波器,卡尔曼滤波器是一种由卡尔曼（Kalman）提出的用于时变线性系统的递归滤波器。这个系统可用包含正交状态变量的微分方程模型来描述，这种滤波器是将过去的测量估计误差合并到新的测量误差中
4、来估计将来的误差。,卡尔曼滤波的一个典型实例是从一组有限的，包含噪声的，对物体位置的观察序列（可能有偏差）预测出物体的位置的坐标及速度。在很多工程应用(如雷达、计算机视觉)中都可以找到它的身影。同时，卡尔曼滤波也是控制理论以及控制系统工程中的一个重要课题。,例如,对于雷达来说，人们感兴趣的是其能够跟踪目标。但目标的位置、速度、加速度的测量值往往在任何时候都有噪声。卡尔曼滤波利用目标的动态信息，设法去掉噪声的影响，得到一个关于目标位置的好的估计。这个估计可以是对当前目标位置的估计(滤波)，也可以是对于将来位置的估计(预测)，也可以是对过去位置的估计(插值或平滑)。,L3G4200D+ADXL34
5、5 卡尔曼滤波,4、自适应滤波器,四种类型：,辨识,系统辨识，如给定一个未知的动态系统，系统辨识目的是设计一个自适应滤波器以逼近该动态系统。,2、逆模型,分层地球建模均衡，例如在地震探测中，开发研究地球的分层模型，以解释地球表面的复杂问题一个未知脉冲响应的信道，自适应均衡器的用途是通过操作信道输出，使得信道与均横器的级联提供理想传输媒介的一个良好逼近,3、预测,预测编码，例如自适应预测用来对感兴趣信号（语音信号）建模，而不是直接对信号编码。在编码过程中，预测误差被编码以便传输与储存。典型地，预测误差具有比原信号更小的方差，从而作为改进编码的基础。,4、干扰消除,4、自适应滤波器,噪声消除，如自
6、适应噪声消除器的目的从接收信号中去除噪声以改善信燥比。电话电路中遇到的回音消除是噪声消除的一种特殊形式。噪声消除也用在心电图学中,松下伺服电机,低振动 自适应滤波器,在安装电源滤波器时，要注意以下几点：,四、滤波器选择和使用注意事项,1）电源滤波器的外壳与设备地之间必须有良好的电气连接,2）在捆扎设备电缆时，严禁将滤波器的输入输出电缆捆扎在一起。,3）不要将滤波器安装在设备屏蔽的内部。,4）建议利用设备原有的屏蔽，将滤波器的输入输出端有效的隔离开来，将滤波器输入输出端间可能存在的电磁耦合控制到最低程度。,一般滤波器的壳体是接到所保护设备的框架或机壳上，线侧导线应保持短小并与负载侧导线很好地隔离
7、。理想的隔离系统是壁装滤波器，带有进线插座。,五、滤波器的主要参数,中心频率（Center Frequency）,截止频率（Cutoff Frequency）,通带带宽（BWxdB）,插入损耗（Insertion Loss）,纹波（Ripple）,带内波动（Passband Riplpe）,带内驻波比（VSWR）,回波损耗（Return Loss）,回波损耗（Return Loss）,延迟（Td）,带内相位线性度,六、滤波器的主要特性指标,1、特征频率,2、增益与衰耗,3、阻尼系数与品质因数,4、灵敏度,5、群时延函数,七、滤波器安装注意事项,1、“干净地”,2、滤波器要并排设置,3、滤波器要尽量靠近电缆的端口,4、滤波器与机箱的搭接,5、滤波器接地线要短,6、滤波线与未滤波线分组,
