国内外滤波器的发展现状

1、-国内外过滤器发展现状郭春蝶郑州电子信息职业技术学院毕业论文主题名称：国内外过滤器发展现状作者：郭春蝶学习编号：080308部门：电子工程系专业领域：应用电子导师：姚恩芝2011年3月30日欢迎下载国内外过滤器发展现状摘褥子近几十年来，数字信号处理技术发展迅速。特别是在自适应信号处理中，通过内部参数的优化，自动调整系统特性，简单计算、快速收敛速度等诸多优点得到了广泛应用。过滤器是系统故障分析的重要依据，本文介绍了国外供应商制造的故障过滤器和国内常见故障过滤器的配置、结构和功能。对国内外产品的优缺点进行了比较分析，结合错误过滤器数据收集，结合启动标准、错误定位、分析软件等关键技术，提出了提高过滤

2、器性能的几点建议。关键字：过滤器；发展现象列表得11简介32过滤器概述33过滤器开发课程34筛选分类44.1按处理信号类型分类44.2按选择物理量分类44.3按频带范围分类45国内外过滤器发展55.1有源滤波器55.2开关电容滤波器(SCF)65.3多个新数字过滤器(DF)7其他新过滤器86.1电子控制编程CCD水平过滤器(FPCCDTF)86.2晶体滤波器86.3声表面过滤器87中国目前各种过滤器的应用比例98结论9审计10引言1随着自动化程度的提高，在每个生产阶段集中控制或测试，与测量设备和被测量对象的距离很远，环境条件更复杂。特别是被比萨的信号被微弱的噪声深深淹没，如何检测微弱的信号的关

3、注度越来越高。弱信号检测是广泛应用于光、电、磁、声、热、生物、动力学、地质、环境保护、医学、激光、材料等领域的新技术领域。那个仪器已经成为现代科学研究中不可缺少的设备。弱信号检测的目的是从噪声中提取有用的信号，或用一些新技术和新方法检测系统的输出信号的新证增强。本文首先在确定弱信号检测技术发展现状的基础上，掌握弱信号检测技术的基本原理，详细设计了弱信号调理电路。2过滤器概述可以进行信号处理的所有设备都可以称为过滤器。过滤器在现代通信设备和各种控制系统中应用很广。所有电子零件中使用最多、技术最复杂的计算过滤器。过滤器的优缺点直接决定了产品的优劣，因此对过滤器的研究和生产一直受到所有国家的重视。过

4、滤器是由电感和电容器组成的网络，用于分离混合交流/直流电流。使用电源适配器，可以在replip DC上过滤replip(重排)波，以获得更纯的DC输出。最基本的过滤器由电容器和称为l型过滤器的电感组成。所有种类的过滤器都由集合l型单节过滤器组成。默认单节滤波器为1个串行和1个串行，1个串行癌症为电感，并行癌症为电容器。电源和音频电路中最常用的过滤器是l和类型。对于l型单节滤波器，电感XL和电容抗XC对所有频率都是常数。3过滤器开发过程1917年，美国和德国的科学家分别发明了LC滤波器，第二年，美国第一个多路复用系统问世。20世纪50年代，被动式过滤器逐渐成熟。从60年代开始，随着计算机技术、集

5、成工艺和材料产业的发展，过滤器发展到了一个新的水平，正在向低功耗、高精度、小、多功能、稳定、可靠、低成本的方向努力。其中，少量、多功能、高精度、稳定成为70年代以来的主要攻击方向。在70年代末，由于RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷移动器等各种滤波器的迅速发展，开发并应用了这些多种滤波器的单片机集成。80年代，致力于对多种新型过滤器的研究，努力提高性能，逐步扩大应用。从90年代到现在，各种过滤器都集中在各种产品的开发和开发上。当然，对过滤器本身的研究仍在继续。在我国广泛使用过滤器是50年代后期的事，当时主要用于马匹过滤和报纸过滤。经过半个世纪的发展，我国过滤器在开发、生产、应用领

6、域已经融入了国际发展的速度，但缺乏专门的开发机构，集成工程和材料工业无法跟上，我国许多新型过滤器的开发和应用与国际发展有些距离。4过滤器分类过滤器有多种分类。一般来说，分类方法如下：4.1按处理信号类型分类模拟滤波器和离散滤波器按处理信号类型分类，模拟滤波器可分为主动、被动、异质三类。离散过滤器可以分为数字、采样模拟、混合三类。当然，每个分类可以继续分离。简单地说，它的分类可以形成一个树状结构。开关电容滤波器实际上很难分类为任何类型的滤波器，包括采样模拟滤波器和混合滤波器以及有源滤波器。因此，我们不需要这种“正确”的分类，只需要让人们理解过滤器类型的一般概念。4.2按选择物理量分类过滤器可以根

7、据选择物理量分为四种类型的过滤器：频率选择、振幅选择、时间选择(例如，PCM系统中的道路信号)和信息选择(例如，匹配过滤器)。4.3按频带范围分类过滤器可根据频率通过频带范围分为低通、高通、带通、带通、带阻、总通5类，梳过滤器属于带通和带阻过滤器，因为它们是周期性通过频带和带阻滤波器。不同种类的过滤器、众所周知的过滤器、不熟悉的过滤器、最近几年快速发展的几个主要过滤器如下：5国内外过滤器发展5.1有源滤波器主动过滤器包括运算放大器、负电阻、负电容、负电感、频率可变断路器(FDNR)、广义阻抗转换器(GIC)、负阻抗转换器(NIC)、正阻抗转换器(PIC)和负阻抗反转装置(NII)1965年单片

8、集成运算放大器问世，对有源滤波器进行了广泛的展望。20世纪70年代初期，有源滤波器的开发备受关注，1978年单片RC有源滤波器问世，正走向滤波器集成的可喜阶段。由于Op放大器的增益和相移都是频率的函数，RC有源滤波器的频率范围受到限制，正常工作频率约为20kHz，校正后的工作频率也限制为100kHz。1974年生产了更高频率的RC有源滤波器，提供最高GB/4的工作频率(GB是计算放大器增益与带宽的乘积)。由于r的存在，集成过程中出现了困难，主动c滤波器再次出现。换句话说，过滤器由c和运算放大器组成。这样容易集成，更重要的是提高滤波器的精度，因为有源c滤波器的性能仅取决于电容的比例，与电容的绝对

9、值无关。但是，有一个主要问题。因为分支组件都是电容，所以没有直流反馈通道，所以稳定性是个问题。1982年Geiger、Allen和Ngo提出连续开关电阻(SR)而不是活动RC滤波器的电阻r时，配置了SRC滤波器，这仍然是模拟滤波器。但是由于预置电路和复杂的相位时钟，这个过滤器前景不大。总之，以RC有源滤波器为原型的各种变体有源滤波器消除了电感，克服了尺寸小、q值达1000的缺点，克服了RLC无源滤波器尺寸大、q值小的缺点。但是还有很多课题需要进一步研究。理想运算放大器与实际特性偏差的研究；由于活动滤波器混合集成过程的持续改进，需要进一步研究单片集成。应用线性变换方法浏览最小有效组件的过滤器需要

10、继续浏览。影响零部件绝对公差存在、过滤精度和性能的问题尚未解决；由于r存在，集成在芯片面积、电阻误差(20%到30%)大、线性差异等缺点下仍然存在大规模集成的困难。尽管存在上述诸多问题，RC有源滤波器的理论和应用仍在不断发展。5.2开关电容滤波器(SCF)20世纪80年代技术革新中的重要挑战是实现各种电子系统的全面大规模集成(LSI)。最常用的过滤器是“阻塞”，RC活动过滤器不能实现LSI，手动过滤器和机器过滤器也不在话下，因此人们只能创建新的路径。20世纪50年代曾提出过SCF的概念，当时合并工程太难了，因此没有受到关注。1972年，美国一位名为Fried的科学家发表了使用开关和电容的电阻器

11、模拟r，他说，SCF的性能仅受电容率的影响，与电容的绝对值无关，因此受到了关注。1979年，一些发达国家单片SCF已成为商品(属于高度机密技术)。SC技术现在成熟了。SCF通过MOS过程实现，被公认为是80年代网络理论和集成过程的重大突破。目前，MOS电容值通常与(10 100) 10-6/v的电压系数为(10 100) 10-6/c的温度系数为100pF内的理想区域接近。SCF具有以下优点：SCF可以大规模集成。SCF的精度很高，因为性能取决于电容的比例，MOS电容的比例误差小于千分之一。功能多，几乎所有电子部件和功能都可以通过SC技术实现；比数字过滤器更简单，因为不需要A/D、D/A转换。

12、功能小，可能小于10mW。SCF应用程序使用在100kHz内工作的音频范围应用程序作为主体。信号处理应用：程序控制SCF、模拟信号处理、振动分析、自适应滤波器、音乐合成、共振谱、语言合成器、音调选择、语音编码、音频分析、均衡器、解调器、锁相电路、离散傅立叶变换.简而言之，SCF在仪器、医疗设备、数据或信息处理等多个领域具有广泛的应用前景。在我国，1978年一些讲师和在校研究生开始这项研究，真正受到关注的是1980年以后。1983年清华大学已经创建了单片SCF，成都理工大学与工厂合作开发为单片SCF。现在的核心是利用MOS工艺实现SCF和推广应用问题，因为用户还不了解它，所以我国SCF的应用还没

13、有得到广泛的推广。SCF有很多主题需要研究。由于运算放大器和控制MOS开关的采样频率，SCF只能应用于音频范围。最近几年发生了没有op放大器的SC电路，但是由于采样频率的限制，最大工作频率在1MHz以内。非MOS开关通道电阻和非理想op放大器特性可能导致SCF故障。开关电容本身的寄生电容使SCF的频率声音失真。MOS开关和MOS op放大器的热噪声限制了SCF的动态范围。最终需要通过MOS工艺实现的SCF是时变网络，因此不可能用单个组件进行精确模拟。设计得这么好的CAD技术是解决这个问题的唯一手段。灵敏度分析、噪音分析等诸多课题。5.3多个新数字过滤器(DF)大家对DF并不陌生。这里不做系统评

14、论，但是我会对一些新的DF做一些介绍。5.3.1自适应DF最优控制、自适应控制和自适应控制都包含多个参数、多个变量的复杂控制系统，都是现代控制理论研究的主题。自适应DF具有强大的自学习、自跟踪功能。它广泛应用于雷达和声纳的波束形成、慢噪声干扰抑制、噪声信号处理、通信信道的自适应均衡、长途电话的回声消除等领域，促进了现代控制理论的发展。自适应DF有w-LMS算法、m-LMS算法、TDO算法、增量LMS算法和c-LMS算法等简单算法。5.3.2多个DF如果输入信号是窄带信号处理系统，则经常使用复数DF技术。为了降低采样率，为了保留信号中包含的所有信息，可以使用正交双频检测方法消除窄带信号的复链范围

15、，然后通过A/D转换将复叠转换为多个序列进行处理。此信号处理系统是多个DF。在MTI雷达中有很多功能可以抑制带贝尔频率的杂波干扰。数字通信网和模拟通信网之间的多通道TDM/FDM信号转换多路复用.5.3.3多维DF多维DF(通常为二维DF)用于图像处理、地震和石油勘探数据处理，多维DF通常将一维DF优化设计直接扩展到多维DF。多维DF对模糊和随机噪声干扰的二维图像处理也有很好的作用。还有波DF，它便于大规模整合，便于被动和主动过滤器网络的数字模拟。因此，人们的关注和研究正在进行。DF需要研究的挑战包括系数灵敏度、舍入噪声和极限环、多维逆返回滤波器的稳定性，以及各种硬件和软件实现DF研究。总之，

16、DF在数字信号处理技术中占有非常重要的地位，在研究、生产和应用领域发挥着非常重要的作用。其他新过滤器为了适应不同的需要，出现了一些已经广泛使用的新过滤器。6.1电子控制编程CCD水平过滤器(FPCCDTF)电荷耦合器(CCD)固定加权横向滤波器(TF)在信号处理中提供与数字滤波器和各种信号处理组件相媲美的性能和成本。此过滤器主要用于自适应过滤。P-N序列和线性调频波形匹配滤波器；通用频域滤波器和相关产品运算；语音信号和相位均衡；相控阵系统的波束合成和电视信号的重影消除等应用。当然，还需要进一步开拓更多的应用。总之，FPCCDTF是最有希望的发展方向。6.2晶体滤波器适应单边带技术而开发。20世纪70年代，集成晶体滤波器登场，使其发展取得了一个飞跃。近10年来，晶体滤波器一直致力于实现最佳设计，优秀选择，以及良好的时域响应。寻找新材料。改造作业频率扩展工序，使其综合发展。它在多路复用系统中广泛用作载波滤波器，在收发机中用作单边带通信机中的频率选择滤波器，在频谱分析仪和