陷波器(带阻滤波器)

非广,为了不赘述(器件介绍)

陷波器是带阻滤波器的一种(与带通滤波器正好相反,带通是保持指定频率的信号,而带阻滤波器是阻挡指定频率的信号),通过设置相应的滤波器参数,可以实现指定频段内信号的滤除。与谐振现象增强某一频率震荡所相对应的是,陷波器会衰减某一频率的震荡

理想陷波器的幅频特性曲线具有一个显著的特点:在特定的陷波频率处,其幅值增益为0,这意味着该频率的信号会被完全衰减或消除。而在其他频率处,幅值增益均为1,表明这些频率的信号会得到完整的保留。

在陷波器的伯德图中,我们可以更直观地看到这一特性。伯德图展示了不同频率下的幅值增益,其中陷波频率处存在一个明显的波谷,这代表该频率的信号受到了大幅度的衰减。

因此,理想陷波器的幅频特性曲线表现为在特定频率处具有零增益的波谷,而在其他频率处保持单位增益。这种特性使得陷波器在信号处理中能够精确地去除或减弱特定频率的干扰信号,同时保持其他有用信号的完整性。

一个理想的陷波滤波器的频率特性要在消除的信号频率点处,其值等于零;而在其他频率点处,其值等于1。由于数字滤波器的频率特性就是其单位冲激响应在单位圆上的Z变换,因此只需要在单位圆上相应于所需带阻滤波器阻带位置的频率处设置零点,就可以使滤波器的频率特性在所需阻带频率处为零。但是仅仅进行零点设置只考虑到了滤波器的阻带特性。为了得到非常陡峭的过渡带和常数幅度的通带特性,必须在Z平面上为每一个零点再配置一个相应的极点。Z平面单位圆附近的零点会在滤波器幅频特性的相应频率处产生陷落,零点离单位圆越近,陷落越深;而Z平面单位圆附近的极点会在滤波器幅频特性的相应频率处产生凸峰,极点离单位圆越近,凸峰越高。因此在完成了零点的配置后,为了抵消零点引起的陷落对滤波器通带范围内幅频特性的影响,还需要再配置相应的极点,由于滤波器稳定性的要求,极点必需配置在单位圆内,显然极点离单位圆越近则极点对零点的抵消作用越明显,得到的滤波器的阻带就越窄,过渡带就越陡峭。

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