加拿大华人论坛 德国留学移民签证有没有设计滤波器的达人?



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需要设计一个带阻滤波器,用来降噪。知道得就是噪音位置为50Hz,有一个软件输入参数就可以直接得到滤波器。
可是所知道的条件太少,只有一个50Hz,别的都不知道,也没有噪音的频谱图。不知道该如何确定滤波器的参数。
需要确定的参数是,采样频率,阻带中心频率,阻带上下带宽。通带波动,阻带抑制。
输入参数后,软件自己算出taps以及给出滤波器样子。

请教高手,如何利用这仅有的50Hz,得出那些参数呢?

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设计滤波器没有什么难点,看你用哪种滤波器类型,切比雪夫还是贝塞尔还是Cauer,随便找本滤波器的设计手册,就可以查到各系数。

采样频率用奈奎斯特定率可以确定,应该是信号的两倍以上。

阻带中心频率就是50HZ

阻带上下带宽,要看信号在50Hz的频谱,需要满足多少SNR确定,

不看信号频谱的话,一般把噪声频宽设定成阻带带宽即可,阻带带宽的定义是离中心频率3db的两点频差。

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设计的是FIR-Filter,采用的是remez methode,所以那些系数没有范围可循。
带宽是不是可以和品质因数联系起来考虑?和SNR有什么联系?

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带宽 BW = 1/Q

既然你要对噪声进行抑制,就说明在给定的频带上 SNR 不能满足需要, 因此比如说你要滤除 50 Hz 频点附近的噪声,为了确定滤波器的 BW,也就是品质因素,你必须要看躁声的频谱,在50 HZ 周围的频谱范围内,噪声多大,信号多大,从而确定滤波器的带宽。当然对于数字信号来说,SNR 不是重要的指标。

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现在的问题就是没有噪声的频谱可供分析,噪音源大约为50Hz,tutor说,系里有的频谱分析仪是2MhZ,不适用。所以才叫苦恼。
还有个问题,对于bandstopfilter,是不是下带宽,就是阻带的带宽越窄越好呢?

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没有频谱这个比较麻烦,如果噪声单单救在50Hz,而信号在49.5Hz和50.5Hz,你这个滤波器的品质因素,按3db功率下降算,差不多是50,如果信号在49.95和50.05,那么品质就是500,这两种不同品质因素的滤波器,实现起来复杂程度可能就不止10倍。

对于带阻,或者带通,阻带和同带的带宽越小,则品质因素越高,品质因素越高,则电路实现越复杂,同时品质因素高的滤波器,进入震荡稳定需要的时间就越长。能满足需要的就是好的。品质因素高是有代价的,所以频谱设计比滤波器设计要高一个层次。

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谢谢版主详细的解答,很有用的。
如果品质因数是50的话,这说明带宽为1,那么上带宽,下带宽是怎么个关系呢?

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在窄带的条件下,带宽的定义是通带幅度下降3db的左右两点的频率间隔。就这副图上来说,

应该是StopBand Top Bandwidth。

而这里的Stopband Bottom Bandwidth 就是一个在设计滤波器中非常重要的因素,因为它告诉你,阻带的抑制要达到80db。

而如果 Bandwidth和中心频率的大小差不多的话,则不满足窄带条件,也就是带宽不再等于品质因素的倒数,此时的设计,应该更多的参照设计手册。

其中比较重要的两个参数是阻带衰减和通带的Ripple,Ripple曲线要满足切比雪夫多项式。

建议你去找一本滤波器设计手册,里面有现成的公式和设计流程。

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高人。你好。看了你对我滤波器问题的答复,很有益处。现在还有些小问题,想向你请教。谢谢。
现在用一个50Hz的sinus-signal genereator作为噪音源,那么在频谱中就是一个在50Hz的脉冲。我用一个带阻滤波器来降噪。由于所知的条件就是个50hz,所以设计的时候我就那么猜了。采样频率120hz,带宽2Hz,sperrdaempfung60dB,所以下带宽,和通带波纹要确定。如果下带宽靠近带宽2hz,那么Flankensteilheit就大,滤波器就陡,但是通带波纹就相应地至少要3db,显得有些大了。所以我设通带波纹0。5DB,在下带宽0。4Hz的时候,所得的通带波纹和阻带抑制最接近0。5dB和60dB。这样得出的filterordnung为309,太大了么?请问我这样设计可以吗?还是有什么计算公式可以来推导,比如这个sperrdaempfung,这个带宽,通带波纹。

采样频率120hz,带宽2Hz,下带宽0。4hz,  sperrdaempfung60dB,通带波纹0。5dB,


谢谢。

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这个就是根据那些参数所得的滤波器,可以么?

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