低通50Hz陷波器课程设计报告
50Hz陷波器设计(matlab)
源代码： %陷波器的设计 %陷波器的传输函数为 % B(1/z) (z-exp(j*2*pi*f0))*(z-exp(-j*2*pi*f0)) %H(z) = -------- = -------------------------------------------- % A(1/z) (z-a*exp(j*2*pi*f0))*(z-a*exp(-j*2*pi*f0)) %其中f0为陷波器要滤除信号的频率，a为与陷波器深度相关的参数，a越大，深度越深。% %已知信号中50Hz工频干扰，信号为x=sin(2*pi*50*n*Ts)+sin(2*pi*125*n*Ts); %要求通过陷波器滤除50Hz干扰信号 %参数设置：采样率Ts=0.001s，采样长度：512点 clf;clear; %设置初值 f0=50; Ts=0.001; fs=1/Ts; NLen=512; n=0:NLen-1; %陷波器的设计 apha=-2*cos(2*pi*f0*Ts); beta=0.96; b=[1 apha 1]; a=[1 apha*beta beta^2]; figure(1); freqz(b,a,NLen,fs);%陷波器特性显示 x=sin(2*pi*50*n*Ts)+sin(2*pi*125*n*Ts);%原信号 y=dlsim(b,a,x);%陷波器滤波处理 %对信号进行频域变换。 xfft=fft(x,NLen); xfft=xfft.*conj(xfft)/NLen; y1=fft(y,NLen); y2=y1.*conj(y1)/NLen; figure(2);%滤除前后的信号对比。 subplot(2,2,1);plot(n,x);grid; xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Input signal'); subplot(2,2,3);plot(n,y);grid; xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Filter output'); subplot(2,2,2);plot(n*fs/NLen,xfft);axis([0 fs/2 min(xfft) max(xfft)]);grid; xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Input signal'); subplot(2,2,4);plot(n*fs/NLen,y2);axis([0 fs/2 min(y2) max(y2)]);grid; xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Filter output');
检波器设计(完整版)概要
职业技术学院学生课程设计报告 课程名称：高频电路课程设计 专业班级：信工102 姓名： 学号：20110311202 学期：大三第一学期
目录 1课程设计题目……………………………………………2课程设计目的…………………………………………3课程设计题目描述和要求……………………………4课程设计报告内容……………………………………… 4.1二极管包络检波电路的设计……………………… 4.2同步检波器的设计……………………………5结论……………………………………………………6结束语………………………………………………………7参考书目……………………………………………………8附录………………………………………………………
摘要 振幅调制信号的解调过程称为检波。有载波振幅调制信号的包络直接 反映调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。而抑 制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变 换规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用同步检波方法。 同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调（当然也可以用于AM）。它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信 号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，实现 （t）,和输入的同步 同步检波是很简单的，利用抑制载波的双边带信号V s （t），经过乘法器相乘，可得输出信号，实现了双 信号（即载波信号）V c 边带信号解调 课程设计作为高频电子线路课程的重要组成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型高频电子线路的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。
50HZ自适应陷波器
一 课题意义的及要求 陷波器也叫带阻滤波器，能保证在其他频率信号不损失的情况下，有效地抑制输入信号中某一频率的干扰。由于我国采用的是50Hz 的交流电，所以在平时需要对信号进行采集处理和分析时，经常会存在50Hz 工频干扰，对于信号的处理造成很大的干扰，于是，很有必要设计50Hz 的陷波器。采用自适应滤波组成的陷波器，与一般硬件组成的固定网络的陷波器比较，它既能自适应地准确跟踪干扰频率又容易控制带宽。 在本次设计中，应用自适应滤波器滤除输入随机信号中的50Hz 工频干扰，并分析比较了不同算法在此设计中的优缺点，及在何种参数下效果最优和那一种机构更适合此设计。 二 自适应陷波器原理 自适应陷波器原理图 其原始输入为任意信号s(t)与t 0cos ω单频干扰的叠加，经采样后送入k d 端， k d =k d +)cos(0kt ω。参考输入分两路，其中一路经?90向移，两路都经过采样后加到1x 及2x 端，它门分别是 )c o s (0,1φω+=kt c x k )sin(0,2φω+=kt c x k 所以，采用两个权可以使组合后的正弦波的振幅和相位都能加以调整，而两个权也意味着有两个自由度待调整。经过k k x w ,1,1与k k x w ,2,2相加得到k y ，其相位和振
幅得到相应调整后可与原输入中的干扰分量相一致，使输出k e 中的0 频率的干扰得以抵消，达到陷波的目的。 三 结构及方法的选择 自适应滤波器的结构有横向滤波器和格型结构，用自适应横向滤波器实现陷波，比较简单且易于实现，而格型滤波器的计算复杂，不易于实际运用。故本设计中选择横向滤波器结构。 在算法选择方面，分别对LMS 算法，RLS 算法， 进行了仿真实验。比较了其优劣。 四 LMS 算法不同参数的实验结果分析 3.1带有50Hz 工频干扰的随机信号及其功率谱图
陷波器设计
陷波器设计 陷波器是无限冲击响应(IIR)数字滤波器，该滤波器可以用以下常系数线性差分方程表示： ∑∑==---=M i N i i i i n y b i n x a n y 01)()()( (1) 式中： x(n)和y(n)分别为输人和输出信号序列；i a 和i b 为滤波器系数。 对式(1)两边进行z 变换，得到数字滤波器的传递函数为： ∏∏∑∑===-=---==N i i M i i N i i i M i i i p z z z z b z a z H 1100)()()( (2) 式中：i z 和i p 分别为传递函数的零点和极点。 由传递函数的零点和极点可以大致绘出频率响应图。在零点处，频率响应出现极小值；在极点处，频率响应出现极大值。因此可以根据所需频率响应配置零点和极点，然后反向设计带陷数字滤波器。考虑一种特殊情况，若零点i z 在第1象限单位圆上，极点i p 在单位圆内靠近零点的径向上。为了防止滤波器系数出现复数，必须在z 平面第4象限对称位置配置相应的共轭零点*i z 、共轭极点*i p 。 这样零点、极点配置的滤波器称为单一频率陷波器，在频率ωo 处出现凹陷。而把极点设置在零的的径向上距圆点的距离为l-μ处，陷波器的传递函数为： ) )1()()1(())(()(2121z z z z z z z z z H μμ------= (3) 式(3)中μ越小，极点越靠近单位圆，则频率响应曲线凹陷越深，凹陷的宽度也越窄。当需要消除窄带干扰而不能对其他频率有衰减时，陷波器是一种去除窄带干扰的理想数字滤波器。 当要对几个频率同时进行带陷滤波时，可以按(2)式把几个单独频率的带陷滤波器(3)式串接在一起。 一个例子：设有一个输入，它由50Hz 信号和100Hz 信号组成。50Hz 是一个干扰信号，要设计一个50 Hz 的带陷滤波器，采样频率为400Hz 。 4/400/5021ππω=?= 因此z 平面上的零极点可设置为 4/14 /1999.0ππj j e p e z ±±== 展开式为 7063 7064)707.0707.0(999.0)4 sin 4(cos 999.0999.0707.0707.02 2224sin 4cos 4/14/1j j j e p j j j e z j j ±=±=±=±=±=±=±±π ππ π ππ＝＝ 它的传递函数为
同步解调电路设计-陈德松
课程设计任务书 学生姓名：陈德松专业班级：电信0901 指导教师：陈永泰工作单位：信息工程学院 题目六：同步解调电路设计 初始条件： 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、采用晶体管或集成电路完成一个同步解调电路的设计。 2、电源电压＋V cc＝＋12V，－V EE ＝－8V; 3、输入双或单边带信号，输出解调信号； 4、完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。 时间安排： 二十周一周，其中4天硬件设计与制作，3天软、硬件调试及答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要.................................................................................................................................................. I 1.绪论 (1) 2.功能分析及方案对比 (2) 2.1 同步检波器功能分析 (2) 2.2 设计方案对比 (3) 3.单元电路设计 (6) 3.1 元器件选择 (6) 3.2单元电路设计 (7) 4.电路总图 (10) 5.工作原理及仿真分析 (11) 5.1基本工作原理 (11) 5.2 仿真波形图及结果分析 (12) 6.元器件清单................................................................................................ 错误！未定义书签。 7.设计体会 (15) 参考文献 (16)
实验四 同步检波
实验四同步检波 一实验目的 1.掌握同步检波的原理； 2.掌握用模拟乘法器实现同步检波的方法。 二、实验内容 完成普通调幅信号AM和抑制载波的双边带调幅信号DSB的解调。 三、实验仪器 1.信号发生器 1台 2.模拟示波器 1台 3.高频实验箱幅度调制与解调模块 1套 四、实验原理 实验原理如图4-1所示: 4-1 同步检波实验原理图 调幅信号从TP7输入，同步载波从TP8输入，解调信号从TT4输出。 本实验所使用的调幅信号由实验三提供，调制信号频率1KHz不变，载波信号频率变更为1MHz，以便运放R34和C20组成低通滤波器发挥作用。 五、实验步骤 1.连接实验电路 在主板上正确插好幅度调制与解调模块。开关K1、K2、K8、K9、K10、K11向左拨，主板GND接模块GND，主板+12V接模块的+12V，主板-12V接模块的-12V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船型开关，K1、K2、K8、K9向右拨。若正确连接则模块上的电源指示灯LED1、LED2、LED3、LED4亮。 2.产生普通调幅波AM和抑制载波双边带调幅波 参考实验三步骤2，产生普通调幅波AM和抑制载波双边带调幅DSB波：调
制信号和载波信号都由信号发生器产生，调制信号从CH1输出，正弦，峰峰值200mV，频率1KHz；载波信号从CH2输出，正弦，峰峰值400mV，频率1MHz。3.普通调幅波AM波和抑制载波双边带调幅DSB波的解调 连接“幅度调制与解调模块”的TP1与TP8（载波输入），连接“幅度调制与解调模块”的TP3与TP7，采用模拟示波器在TT4处观察解调信号。调节W2，使TT4处的输出波形尽可能大。 观察信号时，可以采用示波器同时观察两路信号：在观察解调信号时，可以对比观察调制信号和解调信号，具体步骤为：连接“幅度调制与解调模块”的TP1与TP8（调制与解调的载波同一输入，保证严格的同步），连接“幅度调制与解调模块”的TP3与TP7，将模拟示波器的探头1依然接到TP2处观察调制信号，将示波器的探头2接到TT4处观察解调信号。调节W2，使TT4处的输出波形尽可能大。保留信号图形。 再将模拟示波器的探头1接到TP3，让调幅信号与解调后的信号同时显示，调节W1，让调幅波在普通调幅AM和DSB之间变化，用示波器探头2观察TT4的解调信号有什么变化。 六、实验报告 1、画出幅度调制与解调整个过程的原理框图，并画出框图中各个电路的输出波形及频谱示意图； 2、画出TT4信号的波形示意图，并说明调幅波在AM和DSB之间变化时，解调信号的变化。
基于自适应陷波器的噪声调频干扰抑制方法
第36卷第6期 2014年12月探测与控制学报Journal of Detection &Control Vol .36No .6Dec .2014 一?收稿日期:2014-05-27作者简介:路翠华(1978 ),女,山东烟台人,博士,讲师,研究方向:自适应信号处理三E -mail :llu1978@https://www.wendangku.net/doc/1487650.html, 三基于自适应陷波器的噪声调频干扰抑制方法 路翠华,李国林,谢一鑫 (海军航空工程学院,山东烟台264001) 摘一要:针对线性调频引信抗噪声干扰能力比较差的问题,提出了基于自适应陷波器的噪声调频干扰抑制方法三该方法根据线性调频引信差频信号的单频特性,将自适应陷波器应用到线性调频引信中,对噪声调频干扰进行抑制三通过自适应调整陷波器的权值,使陷波器在差频信号的频率点具有陷波特性,从而达到噪声调频干扰抑制的目的三仿真结果表明:SJB=-10dB 时,仍然能达到很好的噪声调频干扰抑制效果三关键词:线性调频引信;自适应陷波器;噪声调频干扰 中图分类号:TJ434.1一一一一文献标志码:A 一一一一文章编号:1008-1194(2014)06-0015-03 FM Interference Noise Su pp ression Based on Ada p tive Notch Filter LU Cuihua ,LI Guolin ,XIE Xin (Naval Aeronautical and Astronautical Universit y ,Yantai 264001,China )Abstract :Aimin g at the p roblem that linear fre q uenc y -modulated fuze s abilit y of anti -noise interference was p oor ,the method of noise FM interference su pp ression based on ada p tive notch filter was p resented.Accordin g to the characteristic that the difference fre q uenc y si g nal of linear fre q uenc y -modulated fuze was monochromatic ,an ada p tive notch filter was ado p ted to su pp ress FM interference noise in linear fre q uenc y -modulated fuze.Throu g h ad j ustin g notch filter s wei g hts ,the notch filter has the notch characteristics in difference fre q uenc y si g nal 's fre q uenc y ,then noise FM interference was su pp ressed.The simulation results showed that when SJR=-10dB ,FM interference noise could be still su pp ressed effectivel y .Ke y words :linear fre q uenc y -modulated fuze ;ada p tive notch filter ;noise FM interference 0一引言 无线电引信具有检测精度高二目标识别率高以 及全天候工作等一系列优越性,在引信中一直保持 着强劲的发展势头三有矛必有盾,无线电引信的出 现及发展必然导致无线电引信电子进攻的出现及发 展三噪声干扰是一种有效的压制性干扰信号,使用 历史悠久,并且直到现在仍然是一种非常有效的压 制性干扰信号,能干扰任何形式的信号检测三在实 际应用中,引信抗噪声干扰的能力也一直比较差三 为有效提高引信的抗噪声干扰性能,文献[1]采用平方变换原理对噪声调频干扰进行抑制,该方法只能 处理单分量的调频干扰;文献[2] 采用频域对消对噪声调幅干扰抑制,该方法不适用于噪声调频干扰;文献[3]用投影滤波滤除伪码体制引信中的AM -FM 干扰,这需要对AM -FM 干扰的参数估计理想或接近理想时才有效三文献[4]将自适应滤波技术应用到星载激光测高仪对回波噪声进行抑制;文献[5-6]将自适应滤波技术应用到连续波多普勒无线电引信中对射频噪声干扰和噪声调幅干扰进行抑制,取得了较好的射频噪声干扰抑制效果三受文献[4-6]的启发,本文针对此问题,提出了基于自适应陷波器的噪声调频干扰抑制方法三1一自适应陷波器原理自适应陷波器原理框图如图1所示三
Hz工频信陷波器设计
H z工频信陷波器设计 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
第1章摘要本文介绍一种基于运算放大器的工频信号陷波器的设计与制作，用以消除叠加在频率为1kHz以上的测试信号中所包含的50Hz工频信号。叙述内容包括工频信号陷波器的工作原理与设计思路，介绍了陷波器的参数计算及其选择，通过multisim仿真，记录和分析了该陷波器的工作特性与陷波性能，论证了 该陷波器的可行性。 此次设计的陷波器优点是：陷波性能良好，带宽较小，品质因数Q可调，即滤波性能便于调整，电路线路简单，具有实际应用价值。缺点是：对于元器件的参数要求高，需要仔细调节。 第2章设计原理概述及设计要求 陷波器的基本原理及作用 陷波器也称带阻滤波器（窄带阻滤波器），它能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率信息。所以当电路中需要滤除存在的某一特定频率的干扰信号时，就经常用到陷波器。 在我国采用的是50hz频率的交流电，所以在平时需要对信号进行采集处 理和分析时，常会存在50hz的工频干扰，对我们的信号处理造成很大干扰， 因此50Hz陷波器在日常成产生活中被广泛应用，其技术已基本成熟。 工频陷波器不仅在通信领域里被大量应用，还在自动控制、雷达、声纳、人造卫星、仪器仪表测量及计算机技术等领域有着广泛的应用。 设计要求 1：完成题目的理论设计模型； 2：完成电路的multisim仿真；
3：完成一份设计说明书(其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果); 4：提交一份电路原理图 第3章 基于运算放大器的工频信号陷波器设计 理论分析 0f 和抑制带宽BW 之间的关系为： 陷波器的实现方法有很多，本次设计采用的是电路比较简单，易于实现的双T 型陷波器。双T 型带阻滤波器的主体包括三部分内容：选频部分、放大器部分、反馈部分。此陷波器具有良好的选频特性和比较高的Q 值。 图双T 型陷波器电路 图中，2A 用作放大器，其输出端作为整个电路的输出。1A 接成电压跟随器的形式。因为双T 网络只有在离中心频率较远时才能达到较好的衰减特性，因此滤波器的Q 值不高。加入电压跟随器是为了提高Q 值，此电路中，Q 值可以提高到50以上，调节1R 、2R 两个电阻的阻值，来控制陷波器的滤波特性，包括带阻滤波的频带宽度和Q 值的高低。 在图2中，O C U U =, 1C Z sC = ， 2212O O R U U R R =+，令212R K R R =+，1 n R = 对节点A 列KCL 方程，得： ()()()2i A O A A O U U sC U U sC n U KU -+-=- （1） 同样，对节点B 列KCL 方程，得： ()()()2i B O B B O U U n U U n sC U KU -+-=- （2） 同样，对节点C 列KCL 方程，得： ()()A O O B U U sC U U n -=- （3） 由式（1）、（2）、（3）可得到电路的传递函数为：
课程设计振幅调制解调器的设计
AM振幅调制解调器的设计与仿真 目录 1.课程设计的目的 (2)
2.课程设计的内容 (2) 3.课程设计的原理 (2) 4.课程设计的步骤或计算 (4) 5.课程设计的结果与结论 (8) 6.参考文献 (9) 一．课程设计的目的 目的：通过课程设计，使学生加强对高频电子技术电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决高频电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。
二. 课程设计的内容 1、 AM振幅调制解调器的设计 （1）AM振幅调制解调器的设计 设计要求：用模拟乘法器MC1496设计一振幅调制器，使其能实现AM信号调制主要指标：载波频率：15MHz 正弦波调制信号：1KHz 正弦波 输出信号幅度：大于等于5V（峰峰值）无明显失真 （2）AM信号同步检波器 设计要求：用模拟乘法器MC1496设计一AM信号同步检波器 主要指标：输入AM信号：载波频率15MHz 正弦波，调制信号：1KHz 正弦波，幅度大于1V，调制度为60%。输出信号：无明显失真，幅度大于5V。 三. 课程设计原理
1. MC1496模拟乘法器 MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。其内部电路和引脚如下图(a)(b)所示。其中VT1,VT2与VT3,VT4组成双差分放大器，VT5,VT6组成的单差分放大器用以激励VT1～VT4。VT7、VT8及其偏置电路组成差分放大器、的恒流源。引脚8与10接输入电压UX，1与4接另一输入电压Uy，输出电压U0从引脚6与12输出。引脚2与3 外接电阻RE，对差分放大器VT5、VT6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压Uy的线性动态范围。引脚14为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使），引脚5外接电阻R5。用来调节偏置电流I5及镜像电流I0的值。 MC1496的内部电路图及引脚电路 2. 振幅调制 振幅调制是使载波信号的峰值正比于调制信号的瞬时值的变换过程。通常载
数字信号处理课程设计任务书doc
齐鲁工业大学 课程设计任务书 学院电子信息与控制工程学院专业通信工程 姓名班级学号 题目树形结构滤波器组设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 滤波器组在语音、图像的子带编码和压缩中都有着广泛的应用，非均匀滤波器组还构成了Mallat多分辨分析的算法基础，在小波变换中占有重要的地位。本设计主要内容是研究树形滤波器组的原理，并设计一个树形滤波器组，实现语音信号的分解与重构。基本要求： （1）滤波器组的基本原理；（2）树形结构滤波器组的原理及设计方法；（3）设计一个8通道的树形结构滤波器组：均匀滤波器组和非均匀滤波器组；给出设计思路及结果；（4）用设计的滤波器组对某信号进行多通道分解，验证滤波器组的性能，对结果进行分析；（5）提交课程设计报告。 主要参考资料： 1. 胡广书. 现代信号处理教程，数字信号处理. 清华大学出版社. 2005.06 2. 高西全. 数字信号处理. 西安电子科技大学出版社. 2009.01 3. matlab信号处理相关书籍，多采样率信号处理的书籍、资料。 4. 相关网络资源 完成期限：自 2013 年 6 月 18 日至 2013 年 7 月 5 日
指导教师：张凯丽教研室主任： 齐鲁工业大学 课程设计任务书 学院电子信息与控制工程学院专业通信工程 姓名班级学号 题目平行结构滤波器组设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 滤波器组在语音、图像的子带编码和压缩中都有着广泛的应用，非均匀滤波器组还构成了Mallat多分辨分析的算法基础，在小波变换中占有重要的地位。本设计主要内容是研究平行滤波器组的原理，并设计一个平行滤波器组。 基本要求： （1）滤波器组的基本原理；（2）平行结构滤波器组的原理及设计方法；（3）设计一个8通道的平行结构滤波器组：均匀滤波器组和非均匀滤波器组；给出设计思路及结果；（4）用设计的滤波器组对某信号进行多通道分解，验证滤波器组的性能，对结果进行分析；（5）提交课程设计报告。 主要参考资料： 1. 胡广书. 现代信号处理教程，数字信号处理. 清华大学出版社. 2005.06 2. 高西全. 数字信号处理. 西安电子科技大学出版社. 2009.01 3. matlab信号处理相关书籍，多采样率信号处理的书籍、资料。 4. 相关网络资源
频域自适应陷波器抑制罗兰C中窄带干扰技术_孟庆萍
总第164期2008年第2期 舰船电子工程S h i pE l e c t r o n i c E n g i n e e r i n g V o l .28N o .2 52 频域自适应陷波器抑制罗兰C 中窄带干扰技术 ＊ 孟庆萍1) 周新力2) 刘华芹 1) (海军航空工程学院研究生管理大队1) 烟台 264001)(海军航空工程学院电子信息工程系2) 烟台 264001)摘 要 目前罗兰C 接收机采用固定频率点的模拟陷波器抑制窄带干扰,针对固定频率点的模拟陷波器在抑制窄带干扰方面的缺陷,提出将频域自适应陷波器应用于罗兰C 窄带干扰的抑制,克服了时域自适应陷波器收敛慢等缺点。通过仿真,此陷波器具有较好的抑制窄带干扰的能力。 关键词 罗兰C ;窄带干扰;频域陷波器中图分类号 T N 914 1 引言 窄带干扰(N a r r o w-B a n dI n t e r f e r e n c e N B I )是通信和数字信号处理系统中普遍存在的一种干扰,由于其电平相对于有用信号电平特别大,经常将有用信号淹没,从而影响了系统的正常运行。同时由于N B I 的频谱相对于有用信号的频谱占用的带宽非常窄,故称其为窄带干扰。从宽带信号中消除N B I 的能力是现代通信和数字信号处理系统设计中的重要问题。 2 罗兰C 系统 [1] 2.1 罗兰C 信号形式 图1 罗兰C 脉冲形状与频谱 罗兰C 系统是一种精密的远程无线电导航系统,它在全世界范围内获得了广泛的应用。罗兰C 台都发射具有标准脉冲前沿特性的信号。每一脉 冲的载频都是100k H z ,理论上罗兰C 脉冲定义为: p (t )= t <τ A (t -τ)2 e x p -2(t -τ) 65 s i n (0.2π+p c )τ≤t ≤65(1) 式中:A 是与峰值天线电流(安培)有关的标准化常数;t 是时间,单位u s ;τ是包周差(E C D ),单位u s ,定义为标准采样点前后包络时间位置的有效漂移; p c 是相位编码参数,单位r a d 。 脉冲的形状和频谱如图1所示。2.2 影响罗兰C 信号的N B I 分类 根据罗兰C 接收机的最低性能标准(M P S M i n i m u mP e r f o r m a n c e S t a n d a r d s ),在罗兰C 接收机中接收到的信号中,N B I 主要分为3类。 (1)同步干扰:其干扰频率可表示为: f i n t = N×1 2G R I N=1,2,3,……;(2) (2)近同步干扰:其干扰频率可表示为: f i n t =(N+q )×12G R I N=1,2,3,……, (3) 设f b 为接收机的跟踪带 宽,则有0 2013~2014学年第一学期 《高频电子线路》 课程设计报告 题目：包络检波器的设计与实现 专业：电子信息工程 班级：11电信1班 姓名： 指导教师：冯锁 电气工程学院 2013年12月12日 任务书 摘要 调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称为检波。检波广义的检波通常称为解调，是调制的逆过程，即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说是从它的振幅变化提取调制信号的过程；对调频波，是从它的频率变化提取调制信号的过程；对调相波，是从它的相位变化提取调制信号的过程。 工程实际中，有一类信号叫做调幅波信号，这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。为了把低频信号取出来，需要专门的电路，叫做检波电路。使用二极管可以组成最简单的调幅波检波电路。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器，不论哪种振幅调制信号，都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是，普通调幅信号来说，它的载波分量被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作用，得到所需的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络。 为了生动直观的分析检波电路，利用了最新电子仿真软件Multisim11.0进行二极管包络检波虚拟实验,Multisim具有组建电路快捷、波形生动直观、实验效果理想等优点。计算机虚拟仿真作为高频电子线路实验的辅助手段,是一种很好的选择,可以加深学生对一些抽象枯燥理论的理解,从而达到提高高频电子线路课程教学质量的目的。 目录 第1章设计目的及原理 (4) 1.1设计目的和要求 (4) 1.1设计原理 (4) 第2章指标参数的计算 (8) 2.1电压传输系数的计算 (8) 2.2参数的选择设置 (8) 第3章 Multisim的仿真结果及分析 (11) 总结 (16) 参考文献 (17) 答辩记录及评分表 (18) 自适应谱线增强器和陷波器的设计 1 引言 自适应谱线增强器最早是Widrow 等人与1975年在研究自适应噪声相消时提出来的，目的是将正弦波与宽带噪声分离出来，并提取正弦波信号。相反，如果正弦波信号是希望抑制的噪声或干扰，实现这一任务的的自适应滤波器称为陷波器。现在，自适应谱线增强器和陷波器已广泛的应用于瞬时频率估计，谱分析，窄带检测，语音编码，窄带干扰抑制，干扰检测，数字式数据接收机的自适应载体恢复的领域。 自适应陷波器是用来恢复淹没在背景噪声中的未知频率的正弦信号以及估计正弦信号的频率。在自适应陷波器的设计中，我们总是希望得到足够的尖截止特性，为了达到这个目的，自适应FIR 滤波器通常需要很高的阶数，从而导致计算量很大，但是自适应IIR 滤波器只用二阶就能得到最佳的近似。一个IIR 陷波器是指在单位圆上，它的幅度响应在某一个特定值处为零，此值我们称为陷波频率，而它的幅度在单位圆上的其他点时几乎是连续不变的。我们利用陷波器的输入减去输出，便可以得到具有尖截至特性的带通滤波器，从而在有效减小背景干扰噪声的同时，恢复输入信号中的正弦信号。 考虑下面的观测信号 )()sin()()()(1n v n w A n v n s n x i p i i i +Θ+=+=∑= （1） 式中Ai ，wi ，oi 分别是第i 个正弦波信号的幅值，频率和初始相位：v(n)为加性的宽带噪声，可以是有色的。 希望设计的滤波器，让含噪声的信号x(n)通过该滤波器后，输出中只含有P 个正弦波信号s(n)，而没有其他任何信号或噪声。由于P 个正弦波信号的功率谱为P 条离散的谱线，所以这种只抽取正弦波信号的滤波器称为谱线增强器。令H(w)是谱线增强器的传递函数，为了抽取P 个正弦波，并拒绝所有其他信号和噪声，传递函数H(w)必须满足以下条件： 数字信号处理 课程设计报告书题目陷波器设计 课程设计任务书 课题题目 摘要 随着数字技术的发展，数字滤波器在许多领域得到广泛的应用。它是通信、语言、图像、自动控制、雷达、航空航天、生物医学信号处理等领域中的一种基本处理部件，具有稳定性好、精度高、灵活性大等突出优点。 在信号采集时，往往受到50Hz电源频率干扰，尤其是在供电系统不稳定、外界环境适应性差时严重影响要采集信号的正确判断。本设计研究一种在MATLAB语言环境下分别用IIR和FIR滤波器设计方法设计实现一个数字陷波器，并将设计的滤波器应用到混合的正弦信号，通过仿真测试，用两种方法设计的滤波器可以很好的消除50Hz的工频干扰，并分析比较了各种方法所设计的陷波器性能。 在设计IIR数字陷波器过程中,是用椭圆数字陷波滤波器的设计方法，而FIR数字陷波器的设计主要用窗函数法、频率采样法及等波纹逼近法。FIR滤波器可以得到严格的线性相位，但它的传递函数的极点固定在原点，只能通过改变零点位置来改变性能，为了达到高的选择性，必须用较高的阶数，对于同样的滤波器设计指标，FIR滤波器要求的阶数可能比IIR 滤波器高5～10倍。IIR滤波器的设计可以利用模拟滤波器的许多现成的设计公式、数据和表格，计算的工作量较小。 关键词数字陷波器；50Hz工频干扰；IIR和FIR滤波器 目录 课程设计任务书...................................................................................................................... I 摘要.................................................................................................................................... II 1设计概述 .. (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计目的 (1) 1.3设计内容及要求 (1) 2设计方案及实现 (2) 2.1总体方案设计 (2) 2.2设计原理 (2) 2.2.1数字陷波器原理 (2) 2.2.2IIR数字陷波器原理 (3) 2.2.3FIR数字陷波器原理 (3) 3设计结果分析 (8) 3.1IIR数字陷波器设计 (8) 3.2FIR数字陷波器设计 (10) 3.2.1用窗函数法设计陷波器 (10) 3.2.2频率采样法设计陷波器 (12) 3.2.3基于切比雪夫等波纹逼近法 (13) 4总结 (16) 高频电子线路课程设计-同步检波器设计[新版] 同步检波器 摘要 振幅调制信号的解调过程称为检波。有载波振幅调制信号的包络直接反映调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变换规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用同步检波方法。 同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调(当然也可以用于AM)。它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很简单的，利用抑制载波的双边带信号V(t),和输入的同步信号(即载波信号)V(t)，经过乘法器相乘，sc 可得输出信号，实现了双边带信号解调 课程设计作为高频电子线路课程的重要组成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型高频电子线路的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全 面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。 同步检波器功能分析 根据高频电子线路理论分析,双边带信号DSB,就是抑制了载波后的调制信号,它的有用 信号成分以边带形式对称地分布在被抑制载波的两侧。由于有用信号所在的双边带调制信号的上、下边频功率之和只有载波功率的一半,即它只占整个调幅波功率1/3，实际运用中,调制度在0.1,1之间变化,其平均值仅为0.3,所以边频所占整个调幅波的功率还要小。ma 为了节省发射功率和提高有限频带资源的利用率,一般采用传送抑制载波的单边带调制信号SSB,单边带调制信号已经包含了所有有用信号成分,电视信号采用残留单边带发送图像的调幅信号就是其中一例。而要实现对抑制载波的双边带调制信号DSB或单边带调制信号SSB进行解调,检出我们所需要的调制有用信号,不能用普通的二极管包络检波电路,而需要用同步检波电路。 同步检波电路与包络检波不同,检波时需要同时加入与载波信号同频同相的同步信号。利用乘法器可以实现调幅波的乘积检波功能,普通调幅电压乘积器的原理框图如图2.1所示。 图2.1 普通调 幅电压乘积器原理框图 U(t) 图2.1中,设输入信号为普通调幅信号: AM U,U(1，mcos,t)cos,t (2.1)AMXMayx 限幅器输出为等幅载波信号 ,乘法器将两输入信号进行相乘后输出信号为: 陷波器设计 由传递函数的零点和极点可以大致绘出频率响应图。 在零点处，频率响应出 现极小值；在极点处，频率响应出现极大值。因此可以根据所需频率响应配置零 点和极点，然后反向设计带陷数字滤波器。考虑一种特殊情况，若零点 Z |在第1 象限单位圆上，极点P i 在单位圆内靠近零点的径向上。为了防止滤波器系数出 现复数，必须在z 平面第4象限对称位置配置相应的共轭零点Z j 、共轭极点p i < 这样零点、极点配置的滤波器称为单一频率陷波器， 在频率①o 处出现凹陷 而把极点设置在零的的径向上距圆点的距离为1-卩处，陷波器的传递函数为： (Z Z 1)(Z Z 2) (z (1 )zj(z (1 )Z 2) 式⑶ 中卩越小，极点越靠近单位圆，贝擞率响应曲线凹陷越深，凹陷的宽 度也越窄。当需要消除窄带干扰而不能对其他频率有衰减时，陷波器是一种去除 窄带干扰的理想数字滤波器。 当要对几个频率同时进行带陷滤波时，可以按 (2)式把几个单独频率的带陷 滤波器(3)式串接在一起。 一个例子：设有一个输入，它由50Hz 信号和100Hz 信号组成。50Hz 是一个干扰 信号，要设计一个50 Hz 的带陷滤波器，采样频率为400Hz= 1 2 50/400 /4 因此z 平面上的零极点可设置为 /4 P 1 0.999e j /4 =0.999(COS ： j sin ：) 0.999(0.707 j0.707) 7064 j7063 它的传递函数为 陷波器是无限冲击响应 差分方程表示： M y(n) aX n 式中：x(n)和y(n)分别为输人和输出信号序列；a ：和b 为滤波器系数。 对式(1)两边进行z 变换，得到数字滤波器的传递函数为： M a i z 1 H(z) + b i z 1 I 0 式中：Z |和P i 分别为传递函数的零点和极点。 i) (IIR)数字滤波器，该滤波器可以用以下常系数线性 by( n I) (1) I 1 M (z Z |) ■N ---------- ⑵ (z P i ) I 1 H(z) P 1 展开式为 乙 0.999e /4 e j /4= cos_ 4 2 2 j sin 4 0.707 j0.707 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 电子与信息工程学院信息与通信工程系 1 实验目的 1、更好的理解高频课程内容，掌握数字系统设计和调试的方法，培养我们分析、解决问题的能力。 2、加深理解和巩固理论课上所学的有关AM和DSB调制与解调的方法与概念 3、学会设计中小型高频电子线路的方法，独立完成调试过程，在Multisim仿真软件的集成环境中绘出自己设计的AM、DSB模拟调制电路图和解调电路图，加入基带信号和载波信号，用示波器观察解调波形，分析波形的特点 2 实验内容 1、用模拟乘法器MC1496/1596设计一个同步检波电路，使其能实现对AM和DSB的解调。 2、要求理解系统的各部分功能，原理电路以及相关参数的计算 3、软件仿真的相关调试，得出结论 3 功能分析 3.1 同步检波器功能分析 根据高频电子线路理论分析,双边带信号DSB,就是抑制了载波后的调制信号,它的有 用信号成分以边带形式对称地分布在被抑制载波的两侧。由于有用信号所在的双边带调制信号的上、下边频功率之和只有载波功率的一半,即它只占整个调幅波功率1/3，实际运用m在0.1～1之间变化,其平均值仅为0.3,所以边频所占整个调幅波的功率还要中,调制度 a 小。为了节省发射功率和提高有限频带资源的利用率,一般采用传送抑制载波的单边带调制信号SSB,因为上下边带已经包含了所有有用的信号成分。而要实现对抑制载波的双边带调制信号DSB或单边带调制信号SSB进行解调,检出我们所需要的调制有用信号,不能用普 通的二极管包络检波电路,需要用同步检波电路。 同步检波电路与包络检波不同,同步检波时需要同时加入与载波信号同频同相的同步信号。利用乘法器可以实现调幅波的乘积检波功能,普通调幅电压乘积器的原理框图如图3-1所示。 精心整理 一、FilterSolutions 滤波器设计软件中的英文注解 Lowpassnotchfilters:低通陷波滤波器 Order:阶 filtercircuits:滤波电路 frequencyresponse :幅频响应 Passband:通频带、传输带宽 repeatedlycycle ：重复周期 maximumsignaltonoiseratio ：最大信噪circuitboard:(实验用)电路板 activefilters:有源滤波器 supplycurrents:源电流 powersupplies:电源 bypassingcapacitors:旁路电容 optimal:最佳的;最理想的 GainBandwidth:带宽增益 passivecomponent:无源元件 斯；Chebyshev1切比雪夫1；Chebyshev2切比雪夫2；Hourglass ：对三角滤波器、Elliptic ：椭圆滤波器、Custom ：自定义滤波器、RaisedCos ：升余弦滤波器、Matche ：匹配滤波器、Delay ：延迟滤波器）； ２、在filterclass 中选择滤波器的种类（低通、高通、带通、带阻）； ３、在filterAttributes 中设置滤波器的阶数（Order ）、通频带频率（Passband frequency ）； ４、在Implementation 中选择有源滤波器（active ）、无源滤波器（passive ）和数字滤波器（Digital ）； ５、在FreqScale中选择Hertz和Log，如果选择了Rad/Sec，则要注意Rad/Sec ＝6.28＊Hertz； ６、在GraphLimits中设置好图像的最大频率和最小频率，最大频率要大于通频带的截止频率；在PassiveDesign/IdealFilterResponse中观察传输函数(TransferFunction)、时域响应(TimeResponse)、零极点图(PoleZeroPlots)、频域响应(FrequencyResponse)的图像； ７、在CircuitParmaters中设置源电阻(SourceRes)和负载电阻(LoadRes);最后点击Circuits观察滤波器电路图； 70M/77.31M=1.104;当选择Freq（频率）时，StopBandAtten（阻带衰减）应该选择77.31M. ６、在GraphLimits中设置好图像的最大频率和最小频率，最大频率要大于通频带的截止频率我们设置为100M；在PassiveDesign/IdealFilterResponse中观察传输函数(TransferFunction)、时域响应(TimeResponse)、零极点图(PoleZeroPlots)、频域响应(FrequencyResponse)的图像； ７、在CircuitParmaters中设置源电阻(SourceRes)我们设为200欧和负载电阻(LoadRes)我们同样设为200欧;最后点击Circuits观察滤波器电路图；包络检波器的设计与实现
自适应谱线增强器和陷波器的设计
陷波器设计
高频电子线路课程设计-同步检波器设计[新版]
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