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正文摘录:

沙晶晶等：机械、电子、信息一体化下塑澶遗垫篮塞堡堡莶式；振动系统的底座固定方式；各零件选用的公差；零件、结构件之间的连接；材料选择；工艺方面等。机械滤波器作为一种无源滤波器问世已有50余年历史了，早在20世纪六七十年代就被广泛应用于有线多路载波通信中，图2给出了美国一次调制方案用的磁致伸缩换能的圆盘弯曲振动机械滤波器话路机械滤波器。目前机械滤波器也被广泛应用于通信、导航、遥控等多个领域。图2圆盘弯曲振动机械滤波器话路机械滤波器随着科学技术的发展、集成电路的大量应用和片状元件的问世，机械滤波器的体积、重量目前已难以满足电子设备，特别是不能满足航天、航空的要求。为此，进一步使滤波器小型化、在性能方面适应数字电路改善时延、进一步拓宽频率范围和相对带宽、进一步提高可靠性和稳定性，将是未来机械滤波器的发展方向。3电子滤波器利用R，L，c晶体管等电子元器件的电气特性构成的具有滤波功能的电路可称为电子滤波器。图3是最简单的滤波电路。一--F--qI“c一半I图3一种最简单的滤波电路计算其传递函数为：——三：：一——l_一(1)1+j棵C1+j竺一其中，％一志，可以看出m十一1等l+，因此图。是低通滤波器。在此可以概括一般的电子滤波器的主要设计步骤为：(1)给出所需要的滤波器的技术指标；(2)根据指标设计滤波器传递函数；(3)根据传递函数选取电子器件的参数；(4)设计滤波器电路；(5)电路滤波性能测试。与前面的机械滤波器相比，电子滤波器降低了对结构设计的要求，他注重于电路的设计、材料选择和工艺等方面。而有些电子滤波器的设计比较复杂，不论是分离器件还是集成电路，都必须考虑各元器件的分布参数、各级品质因素、频率特性、稳定性等方面的影响，尽量减少受元器件精度和环境温度的影响，提高滤波精度。目前随着现代集20成电路的快速发展，电路的可靠性和精度也得到了提高，但是滤波器的一些指标(包括频率范围、集成工艺、稳定性等)由于元器件固有性能的影响还是要受到一定的限制。电子滤波器和机械滤波器滤波机制不同，应用的场合也不同，可以根据具体情况来选择使用。4软件数字滤波器(小波滤波器)4.1数字滤波器概念输入输出信号都是数字信号的滤波器是数字滤波器。数字滤波器既可以用硬件来实现，又可以用软件来实现。用硬件来实现时，所需的器件是延迟器、乘法器和加法器，用软件实现时，即是一段线性卷积的程序。因此，数字滤波器无论在设计上还是实现上都要比模拟滤波器灵活得多。数字滤波器的数学模型如图4所示：Ⅲ，一[—h00'巾n图4数字滤波器的数学模型输入离散数字序列工(n)通过一定的运算变换成一定的输出序列y(”)，从而改变信号频率构成。由于输入输出信号都是数字信号，因此便于计算机的软件处理。y(n)一z(n)*，l(n)(2)。FIR数字滤波器的滤波计算公式为：y(忌)一‰·z(愚)+^。·z(愚+1)+…+^。·z(是+m)惫一O，1，…，N—m(3)式中，N为信号采样长度，仇为数字滤波器长度，{^o，矗，，^。，…，^。}为滤波器系数。根据数字滤波器的频率特性求出数字滤波器系数(可采用专门的软件求出)，将滤波器系数带入公式中就可以对信号进行数字滤波。软件数字滤波器就是通过多种、性能优异的数字信号处理算法设计的滤波器。4.2小波滤波器小波变换及其应用是20世纪80年代后期发展起来的应用数学分支，被认为是傅里叶变换分析方法的突破性进展。他将信号分解成一系列小波函数的叠加，这些小波函数都是由一个母小波函数经过平移和尺度伸缩得来的。通俗地说，小波变换就是采用不同尺度的时间窗对信号进行滤波运算。小波变换具有多分辨特性，因此具有分析非平稳信号的能力，另外，对离散数据进行处理时，小波变换处理也有其快速算法，因此易于软件实现。(1)小波变换原理Ⅲ连续小波变换(CWT)的思想是在一个零均值的函数.族上对信号厂(f)进行分析处理，连续信号-厂(f)小波变换可定义为信号与小波基函数的内积：wT“枷)=.fi：弛批㈤df(4)