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模擬濾波器的應(yīng)用 |
| 作者：ｗｅｉｇａｏｌｅ 欄目：新手園地 |
模擬濾波器在測(cè)試系統(tǒng)或?qū)Ｓ脙x器儀表中是一種常用的變換裝置．例如：帶通濾波器用作頻譜分析儀中的選頻裝置；低通濾波器用作數(shù)字信號(hào)分析系統(tǒng)中的抗頻混濾波；高通濾波器被用于聲發(fā)射檢測(cè)儀中剔除低頻干擾噪聲；帶阻濾波器用作電渦流測(cè)振儀中的陷波器，等等�！� 用于頻譜分析裝置中的帶通濾波器，可根據(jù)中心頻率與帶寬之問的數(shù)值關(guān)系，分為兩種： 一種是帶寬B不隨中心頻率人而變化，稱為恒帶寬帶通濾波器，如右圖（a）所示，其中心頻率處在任何頻段上時(shí)，帶寬都相同； 另一種是帶寬B與中心頻率人的比值是不變的，稱為恒帶寬比帶通濾波器，如右圖（b）所示，其中心頻率越高，帶寬也越寬．  （a）  （b） 一般情況下，為使濾波器在任意頻段都有良好的頻率分辨力，可采用恒帶寬帶通濾波器（如收音機(jī)的選頻）．所選帶寬越窄，則頻率分辨力越高，但這時(shí)為覆蓋所要檢測(cè)的整個(gè)頻率范調(diào)，所需要的濾波器數(shù)量就很大．因此，在很多時(shí)候，恒帶寬帶通濾波器不一定做成固定中心頻率的，而是利用一個(gè)參考信號(hào)，使濾波器中心頻率跟隨參考信號(hào)的頻率而變化．在做信號(hào)頻譜分析的過程中，參考信號(hào)是由可作頻率掃描的信號(hào)發(fā)生器供給的．這種可變中心頻率的恒帶寬帶通濾波器被用于相關(guān)濾波和掃描跟蹤濾波中． 恒帶寬比帶通濾波器被用于倍頻程頻譜分析儀中，這是一種具有不同中心頻率的濾波器組，為使各個(gè)帶通濾波器組合起來后能覆蓋整個(gè)要分析的信號(hào)頻率范圍，其中心頻率與帶寬是按一定規(guī)律配置的。 假若任一個(gè)帶通濾波器的下截止頻率為fc1，上截止頻率為fc2，令fc1與fc2之間的關(guān)系為 fc1=2nfc1 式中n值稱為倍頻程數(shù)，若n=1，稱為倍頻在濾波器；n=1／3，則稱為1／3倍頻程濾波器．濾波器的中心頻率f0取為幾何平均值，即：  根據(jù)上述兩式，可以得  則濾波器帶寬  如果用濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q值來表示，則有  故若倍頻程濾波器，n=l，Q=1.41；n=1／3，Q=4.38；n=1／5，則Q=7.2．倍頻數(shù)n值越小，則Q值越大，表明濾波器分辨力越高．根據(jù)上述關(guān)系，就可確定出常用倍頻程濾波器的中心頻率f0和帶寬B值。 為了使被分析信號(hào)的頻率成分不致丟失，帶通濾波器組的中心頻率是倍頻程關(guān)系，同時(shí)帶寬又需是鄰接式的，通常的做法是使前一個(gè)濾波器的一3dB上截止頻率與后一個(gè)濾波器的一3dB下截止頻率相一致，如圖6－24所示．這樣的一組濾波器將覆蓋整個(gè)頻率范圍，稱之為“鄰接式”的．  下圖表示了鄰接式倍頻程濾波器，方框內(nèi)數(shù)字表示各個(gè)帶通濾波器的中心頻率，被分析信號(hào)輸入后，輸入、輸出波段開關(guān)順序接通各濾波器，如果信號(hào)中有某帶通濾波器通頻帶內(nèi)的頻率成分，那么就可以在顯示、記錄儀器上觀測(cè)到這一頻率成分．  |
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