方波滤波后的正弦波波形畸变
<p>想做一个滤五次谐波（频率为6.259kHZ）的电路。采用的是EM5532运放，直流电压在5V和9V中选择。结果是9V的电压得到的波形畸变小，但是滤波后的频率发生变化（6.12kHZ），5V的电压得到的波形畸变很大，但是滤波效果好。（以下分别是电路图、9V供电、5V供电）</p><div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;"> </div>
<p> </p>
</div>
<div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;"> </div>
<div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
</div>
<div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
</div>
</div>
<div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
</div>
<p> </p>
</div>
<p> </p>
<p>你的仿真示波器横轴时间刻度为10ms/Div，待测方波频率是1.23kHz，示波器横轴每格有12.3个波形，太密了。所以，你看到的“波形”，并不是实际的波形。</p>
<p>你看到的波形其实是电路启动的过度过程，9V时启动很快，5V时电路工作点稳定时间较长，因为每个电容除了在电路中的高阶“滤波”作用以外，还对电路的直流工作点有影响，等稳定后才能看到世界的效果，过渡过程确实波形很奇怪，我最近也在模拟，看到了这个“过度”过程。</p>
<p>多等一会，等稳定了再评论效果。</p>
<p>楼上说的很对，画面上能看到3-10个波就行了，你看到了所有，眼睛无法分别“波形”了！</p>
Gen_X 发表于 2024-5-25 17:48
你看到的波形其实是电路启动的过度过程，9V时启动很快，5V时电路工作点稳定时间较长，因为每个电容除了在电 ...
<p>三楼说得很对，你记录下来的不是稳态，而是电源接通后短时间内的过渡过程。要观察滤波效果，应该观察电路的稳态。</p>
maychang 发表于 2024-5-25 17:30
你的仿真示波器横轴时间刻度为10ms/Div，待测方波频率是1.23kHz，示波器横轴每格有12.3个波形，太密了。所 ...
<div style="text-align: center;">这是我在5V电压下滤五次谐波很久后的效果，即使放大也能明显看到波形幅度起伏，请问这正常吗？</div>
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
<div class='shownolgin' data-isdigest='no'>Gen_X 发表于 2024-5-25 17:48
你看到的波形其实是电路启动的过度过程，9V时启动很快，5V时电路工作点稳定时间较长，因为每个电容除了在电 ...
<p>这是我在5V电压下滤五次谐波很久后的效果，即使放大也能明显看到波形幅度起伏，请问这正常吗？</p>
<p><img alt="" src="/data/attachment/forum/202405/27/090832jnmm9xugz18rkkg1.png.thumb.jpg?cache=no" /></p>
</div><script>showreplylogin();</script><script type="text/javascript">(function(d,c){var a=d.createElement("script"),m=d.getElementsByTagName("script"),eewurl="//counter.eeworld.com.cn/pv/count/";a.src=eewurl+c;m.parentNode.insertBefore(a,m)})(document,523)</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>tobeaMagician 发表于 2024-5-27 09:11
这是我在5V电压下滤五次谐波很久后的效果，即使放大也能明显看到波形幅度起伏，请问这正常吗？
&n ...
<p>【即使放大也能明显看到波形幅度起伏，请问这正常吗？】</p>
<p>这个我不敢确定，但很可能是正常的。</p>
<p>你的仿真示波器有两个通道，可以用一个通道接在方波入口，即U1A输出端，另一个通道分别接在U3A、U3B、U5A、U5B输出端，这样更容易看出每一级滤波后波形的变化。</p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>maychang 发表于 2024-5-27 09:50
【即使放大也能明显看到波形幅度起伏，请问这正常吗？】
这个我不敢确定，但很可能是正常的。
你的 ...
<p>谢谢你的解答，我观察了在5V电压下每一级的输出，能明显感觉波形的起伏，这和我理想以为的相差很远，所以我就有点迷茫了，非常感谢！</p>
<p> </p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'><p>这是系统稳定性设计内容。</p>
<p>由于直流耦合，各级之间有工作点影响，导致这个调制现象。</p>
<p>请将各级之间改成电容耦合，并固定各自的工作点“参考地”。否则会摇头摆尾一直互动<img height="50" src="https://bbs.eeworld.com.cn/static/editor/plugins/hkemoji/sticker/facebook/wanwan21.gif" width="63" />！</p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>Gen_X 发表于 2024-5-28 09:44
这是系统稳定性设计内容。
由于直流耦合，各级之间有工作点影响，导致这个调制现象。
请将各级之间改 ...
<p>非常感谢你的帮助，前段时间一直太忙了，现在才回你。我有试图做一些改动但收效甚微，感谢啦</p>
<p><img height="48" src="https://bbs.eeworld.com.cn/static/editor/plugins/hkemoji/sticker/facebook/wanwan76.gif" width="48" /></p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'> 本帖最后由 gmchen 于 2024-7-5 14:36 编辑
<p>一个可能的原因是：</p>
<p>这个5次谐波的带通滤波器采用了5级多路反馈型有源带通，这种形式的滤波器在采用两个电容相等的设计时，具有很高的增益，所以其输入端通常有一个分压电阻网络。由你的电路也可看出此分压比极大（每级都接近1000：1），由此带来的噪声影响将不可忽视。</p>
<p>可以改用不等容设计，此时的分压比可以减小一些，当然设计的繁琐程度增加了，但是可以编个简单的程序让计算机辅助计算。</p>
<p>还有一个办法是换一个其他形式的带通滤波器电路。</p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'> 本帖最后由 gmchen 于 2024-7-5 14:37 编辑
<p>还有一个问题是：</p>
<p>从楼主的电路中的元件参数可以推出，这个带通滤波器的每个滤波节都具有很高的Q值。实际上由于运放的非理想特性，在构成高Q值的滤波器时，它会出现许多难以预料的问题。</p>
<p>其实，由于楼主的要求是从方波中得到5次谐波，所以这个带通滤波器的带宽与矩形系数（也就是滤波曲线的过渡带）可能不需要如此陡峭，其中心频率约为6.15k，只要对于3次谐波（约3.7k）与7次谐波（约8.5k）具有足够的衰减即可。那样的话，就不需要很陡的边沿，可以有效低降低滤波器的级数以及降低每级的Q值。</p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'> 本帖最后由 gmchen 于 2024-7-5 14:42 编辑
<p>经计算，只要3级带通（切比雪夫型），就可以将3次谐波与7次谐波衰减大约90dB</p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>gmchen 发表于 2024-7-5 13:50
还有一个问题是：
从楼主的电路中的元件参数可以推出，这个带通滤波器的每个滤波节都具有很高的Q值。实 ...
<p>对，我是用FilterPro生成的滤波电路，后面发现我的电路精确度太高，做实物很难实现，然后我降低精确度后，只用两级就滤出了理想波形，感谢<img height="63" src="https://bbs.eeworld.com.cn/static/editor/plugins/hkemoji/sticker/facebook/victory.gif" width="61" /></p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>tobeaMagician 发表于 2024-7-24 22:53
对，我是用FilterPro生成的滤波电路，后面发现我的电路精确度太高，做实物很难实现，然后我降低精确度后 ...
<p>设计滤波器用CAD软件很普遍，但是必须明确自己的需求，例如低通滤波器大致上就是需要明确转折频率与阶数（或者过渡带的衰减），通常还要明确采用何种类型（例如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆、高斯、等等）的滤波器。需要注意的是，不能提过高的要求，否则是给自己添麻烦。</p>
<p>另外，多数CAD软件只会给出某一种类型的电路，但是实际上可以有许多种可以达到同样功能的电路，而它们具有各自的特色，有的电路结构简单但是对器件的要求较高，有的电路复杂一些但是允许器件有较大的公差，也有的电路很方便改变参数便于调试，等等。所以要设计一个好的滤波器，需要对滤波器有较为深入的了解才行。</p>
</div><script>showreplylogin();</script>
页:
[1]