方波滤出三次谐波失真，失真原因是什么，怎么改进，求助

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方波滤出三次谐波失真，失真原因是什么，怎么改进，求助 [复制链接]

 

     

maychang

方波本来就含相当强的三次谐波，分析出三次谐波毫不奇怪，没有分析出三次谐波才是怪事。

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maychang 发表于 2022-5-13 15:04 方波本来就含相当强的三次谐波，分析出三次谐波毫不奇怪，没有分析出三次谐波才是怪事。

我是想得到一个三次谐波，但它顶部失真了，我想知道为什么

maychang

方波不仅含三次谐波，更含五次、七次、九次……谐波。但正半周期与负半周期幅度相等持续时间也相等的方波，不含二次、四次……等偶次谐波。

maychang

『失真原因是什么，怎么改进』

本来就含这么多谐波，谈不上失真，更谈不上改进。

adsjks

maychang 发表于 2022-5-13 15:07 方波不仅含三次谐波，更含五次、七次、九次……谐波。但正半周期与负半周期幅度相等持续时间也 ...

我想知道为什么会顶部失真

 

maychang

adsjks 发表于 2022-5-13 15:06 我是想得到一个三次谐波，但它顶部失真了，我想知道为什么

你的运放使用正负12V电源，你再查查NE5532运放datasheet，看看该运放输出幅度有多大，就明白了。

maychang

adsjks 发表于 2022-5-13 15:08 我想知道为什么会顶部失真  

Copy自NE5532的datasheet。

注意两个红色方框内电压数值，并加以比较。

chunyang

adsjks 发表于 2022-5-13 15:08 我想知道为什么会顶部失真  

高次谐波本身还会有在其之上的高次谐波，自然会影响其波形。如果你想得到更为纯正的某次谐波，需要在后面再加低通，截止频率略高于三次谐波即可。这样的低通阶数越多，波形越好。而从基波角度看，你需要的是带通滤波器，低于和高于三次谐波的频谱成分都需要滤去。

maychang

adsjks 发表于 2022-5-13 15:06 我是想得到一个三次谐波，但它顶部失真了，我想知道为什么

你的电路，是低通滤波电路。用低通滤波电路只能滤除某一频率以上的成份，但不能滤除某频率以下的成份。你想得到三次谐波，应该把五次及以上的成份还有基波滤除，但你的电路却保留了基波。所以，这个电路不能实现你的目的。

adsjks

maychang 发表于 2022-5-13 15:40 你的电路，是低通滤波电路。用低通滤波电路只能滤除某一频率以上的成份，但不能滤除某频率以下的成份。你 ...

你好，我这就是八阶巴特沃兹带通电路

maychang

adsjks 发表于 2022-5-13 16:20 你好，我这就是八阶巴特沃兹带通电路

『我这就是八阶巴特沃兹带通电路』

果然是带通电路。我在10楼说是低通，看错了。

gmchen

楼主这个电路，应该是4阶带通滤波器，是巴特沃斯型还是切比雪夫型没有仔细看。

粗粗看来下，电路本身似乎没有错，可能是几个滤波节的次序弄错了。

给你算了第一个滤波节，其中心频率就是要的三次谐波18kHz，中心频率上的增益是2.67，Q值是6.65，据此算来，此滤波节在中心频率的输出幅度是输入幅度的17.75倍！而楼主提供的输入电压幅度是2.5V，电源电压是正负12V，因此第一个滤波节的输出就被削幅！后续的滤波节无力回天。

可以考虑将后续的滤波节与第一个交换位置，将Q值与增益乘积小的滤波节放在前面。

gmchen

刚刚又算了一下，楼主的这个滤波器是怎么来的？几个滤波节的谐振频率很奇怪，除了第一个是18kHz，其余的都不在18kHz附近，也不是6kHz的整数倍，有点看不懂

 

gmchen

看来既不是巴特沃斯，也不是切比雪夫，是个令人看不懂的滤波器

gmchen

adsjks 发表于 2022-5-13 16:20 你好，我这就是八阶巴特沃兹带通电路

你这个不可能是巴特沃斯滤波器

gmchen

adsjks 发表于 2022-5-13 16:20 你好，我这就是八阶巴特沃兹带通电路

1、带通滤波器的阶数不是按极点数目算的，而是按极点数目的一半算的，所以你这个电路是4阶带通滤波器。

2、偶数阶的带通滤波器，其谐振频率一定成对出现在中心频率两侧。奇数阶的带通滤波器，其谐振频率中有一个位于中心频率，其余的成对出现在中心频率两侧。无论巴特沃斯型、切比雪夫型、椭圆型、贝塞尔型等等，均是如此。只有一种例外，就是无论奇偶，全部谐振频率都出现在中心频率，称为点通滤波器。但是验算了你的滤波器，第一节谐振频率位于中心频率18kHz，其余三个滤波节的频率既不是中心频率，又不是成对出现在中心频率两侧，所以断定你的滤波器电路有误。

jimtien

波形不光滑看起来像采样点数不够

adsjks

gmchen 发表于 2022-5-13 16:55 刚刚又算了一下，楼主的这个滤波器是怎么来的？几个滤波节的谐振频率很奇怪，除了第一个是18kHz，其余的都 ...

在ADI官网用他的滤波设计工具搭出来的，

 

Gen_X

滤波只代表对某频率点以前或以后有一定衰减，高级衰减特性更好。

但不代表没有信号通过，或实际意义上的“截至频率”。

特别是模拟电路（相对与数字算法处理），很难做到100%的衰减，除非有更多的滤波器！