Презентация на тему "Фильтрация и классификация фильтров"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Предисловие….«Слышь, фильтруй базар!!!... И прочие аспекты обработки сигналов ;) »Семинар №3«Фильтрация. Классификация фильтров. Аналоговые фильтры»

• 
  Слайд 2

  Что же такое фильтрация?

  Фильтрация – выделение желательных компонентов спектра электрического сигнала с подавление нежелательных. Спектр сигнала –результат разложения сигнала на ряд более простых базисных ортогональных функций. Для электротехники такими функциями чаще всего являются синусоидальные функции. Для разложения сигнала чаще всего используют преобразование Фурье, разложение по функциям Уолшаи вейвлет-преобразования.

• 
  Слайд 3

  Виды фильтров

  Аналоговые и цифровые Аналоговые фильтры обрабатывают аналоговые сигналы и строятся на основании RLC компонентов, транзисторов, операционных усилителей и пр. Цифровые фильтры обрабатывают цифровые сигналы и используют в качестве специализированного ПО. Пассивные и активные Пассивные фильтры не используют внешних источников питания. Активные фильтры используют внешние источники питания и могут быть слаботочными (применяются в измерительных каналах) либо силовыми (для фильтрации высших гармоник в силовых цепях.) - КИХ и БИХ БИХ-фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (рекурсивные) и КИХ-фильтры с конечной импульсной характеристикой (нерекурсивные)

• 
  Слайд 4

  Принцип работы пассивных фильтров

  Основан на способностях емкости подавлять низкие частоты и способности индуктивности подавлять высокие частоты.

• 
  Слайд 5

  По типу выделения и подавления частотного спектра фильтры бывают:

• 
  Слайд 6

  Среди рекурсивных фильтров по типу передаточной функции выделяют

  фильтры Чебышева 1го и 2го порядка фильтры Бесселя Фильтры Баттерворта Эллиптические фильтры фильтр Гаусса Что же такое передаточная функция))?? Это один из способов математического описания динамической системы и дифференциальный оператор, выражающий связь между входом и выходом линейной стационарной системы

• 
  Слайд 7

  Фильтры Чебышева

  один из типов линейных аналоговых или цифровых фильтров, отличительной особенностью которого является более крутой спад амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и существенные пульсации амплитудно-частотной характеристики на частотах полос пропускания (фильтр Чебышёва I рода) и подавления (фильтр Чебышёва II рода), чем у фильтров других типов.

• 
  Слайд 8

  Переходная и импульсная функция фильтра Чебышева

• 
  Слайд 9

  Фильтр Бесселя

  отличительной особенностью которого является максимально гладкая групповая задержка и линейная фазо-частотная характеристика. Их групповая задержка практически не изменяется по частотам полосы пропускания, вследствие чего форма фильтруемого сигнала на выходе такого фильтра в полосе пропускания сохраняется практически неизменной

• 
  Слайд 10

  Фильтр Баттерворта

  АЧХ фильтра Баттерворта максимально гладкая на частотах полосы пропускания и снижается практически до нуля на частотах полосы подавления. АЧХ фильтра Баттерворта — монотонно убывающая функция частоты. Фильтр Баттерворта — единственный из фильтров, сохраняющий форму АЧХ для более высоких порядков (за исключением более крутого спада характеристики на полосе подавления) тогда как многие другие разновидности фильтров (фильтр Бесселя, фильтр Чебышёва, эллиптический фильтр) имеют различные формы АЧХ при различных порядках АЧХ

• 
  Слайд 11

  Эллиптический фильтр

  электронный фильтр, характерной особенностью которого являются пульсации амплитудно-частотной характеристики как в полосе пропускания, так и полосе подавления. Величина пульсаций в каждой из полос независима друг от друга. Другой отличительной особенностью такого фильтра является очень крутой спад амплитудной характеристики, поэтому с помощью этого фильтра можно достигать более эффективного разделения частот, чем с помощью других линейных фильтров.

• 
  Слайд 12

  Реакция различных фильтров на единичное ступенчатое воздействие

• 
  Слайд 13

  Практические аспекты синтезирования фильтров

  Процесс синтезирования фильтров без применения дополнительных программных пакетов является очень-очень-очень сложным процессом!!! Требующий знаний преобразования преобразований Лапласа, Z-преобразований и решения множества полимиальных функций. На практике существует огромное количество методик посвященных практическим расчетам При проектировании аналоговых и цифровых фильтров применяются: - Multisim синтезирует аналоговые (пассивные и активные фильтры)

• 
  Слайд 14

  Интерфейс Multisim

• 
  Слайд 15

  Выбираем требуемую АЧХ

• 
  Слайд 16

  Результаты синтеза фильтра и проверка АЧХ

• 
  Слайд 17

  Filter solutions

• 
  Слайд 18

  Синтезированные схемы

• 
  Слайд 19

  Проверка полученных АЧХ и ФЧХ

• 
  Слайд 20
  

  ВАЖНО ПОНИМАТЬ, ЧТО НАПИЛИЧИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОГРАММ НЕ ОСВОБОЖДАЕТ ИНЖЕНЕРА ОТ НЕОБХОДИМОСТИ ПОНИМАТЬ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРОТЕКАЮЩИХ В ФИЛЬТРАХ.

• 
  Слайд 21

  Спасибо!И да пребудет с вами СИЛА!