机械工程测试技术5.4滤波器滤波器是一种选频装置,可以使信号中特定频率成分通过,而极大地衰减其他频率成分。第5章信号的调理与记录一、概述滤波机械工程测试技术•滤波器分类(根据滤波器的选频作用分类)低通高通滤波器机械工程测试技术带通带阻滤波器机械工程测试技术•滤波器的串/并联低通和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式,其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。低通和高通滤波器的串联成为带通滤波器LPFHPF低通和高通滤波器的并联成为带阻滤波器LPFHPF滤波器机械工程测试技术1.理想滤波器—是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真,阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。f(f)-fcfc以理想的低通滤波器为例,其特性为0-j20cc-()0ftAefffHf其他0cc-()0AfffHf其他0cc2-()0ftffff其他-fc|H(f)|fcf0二、滤波器性能分析滤波器机械工程测试技术理想滤波器的物理不可实现!理想滤波器在时域内的脉冲响应函数h(t)为sinc函数。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸。给理想滤波器一个脉冲激励,在t=0时刻单位脉冲输入滤波器之前,滤波器就已经有响应了。故为物理不可实现。fcH(f)滤波器机械工程测试技术2.实际滤波器的特征参数理想滤波器是不存在的,实际滤波器幅频特性中通带和阻带间没有严格界限,,存在过渡带。0fA滤波器机械工程测试技术又称-3dB带宽,单位为Hz。带宽表示滤波器的分辨能力,即滤波器分离信号中相邻频率成分的能力。0ffc1fc2A00.707A0(1)截止频率fc:0.707A0所对应的频率。BQ=f0/B(2)带宽B:上下两截止频率之间的频率范围。B=fc2-fc1f0滤波器机械工程测试技术0ffc1fc2A00.707A0(3)纹波幅度:通带中幅频特性值的起伏变化值。(4)品质因子Q:中心频率和带宽之比。BQ=f0/BB=fc2-fc1f0值应越小越好Q越大,则相对带宽越小,滤波器的选择性越好。滤波器机械工程测试技术从阻带到通带或从通带到阻带,实际滤波器有一个过渡带,过渡带的曲线倾斜度代表着幅频特性衰减的快慢程度,通常用倍频程选择性来表征。•倍频程衰减量以dB或dB/oct表示(Octave,倍频程)。•衰减越快(即W值越大),滤波器的选择性越好。c2c2(2)20lg()AfWAfc1c21(/2)20lg()AfWAf或指在上截止频率fc2与2fc2之间或下截止频率fc1与fc1/2之间幅频特性的衰减值,即频率变化一个倍频程时的衰减量。(5)倍频程选择性W滤波器机械工程测试技术定义为滤波器幅频特性的-60dB带宽与-3dB带宽的比,即...