FDATOOL 导出滤波器如何使用

大家好，这个视频给大家介绍一下数字率步计的设计以及实现。 那么提到数字六过去的设计的话，就是啊，我们就需要来看一下 mate map 的一个 to fda to， 那么这是一个 fda 兔的一个啊，一个模样，那么在这的话就是说我们可以去拿 matelab 去设计数字力波器，其实主要就是设计数字力波器的系数， 第一步呢，要选择这个离播器的这个啊响应的类型，你是低通吗？高通吗？还是带通吗？还是带组哈？第二步呢，要是告诉我啊，你的接数设计的接数是多少？第三步你要 告诉他你的采用率，因为是数字滤波器吗？他的这个呃数字滤波器设计的一个基础呢，就是你得告诉他 adc 的采用率啊，就是我们每个点之间的这个时间是多少，那么这样的话我们是两百盒子，也就是啊五毫秒， 然后你要告诉他通带啊通带的一个波纹，然后主带的一个衰减是多少？ 第四步呢，就是点这个 difu， 他就会给你设设置出来这样一个平响。第六步呢就是点这个图标，他就会生成这个系数，那么这样的话就完成了一个数字率破记的这样一个设计。 那么当然设计这个滤波器呢，还有另外一种方法，就是用零级点的方法，我们在这个地方点这个点这个图标，我们就会 会啊出现零极点的这样一个图，这样的话用零极点的这种方法去设计滤波器呢，它的步骤是这样子的，首先第一步你要点这个啊，第二步呢就是这看到这个零极点，那么看到这个零极点之后呢，这些零极点我们是可以删除可以添加的 啊，这个蓝圈呢，就是加几点绿圈呢？是加零点红圈呢，就是移除零点或者是几点。第四步呢就是用来去选择这个滤波器的增益。 第五步呢是用来选择这个极左标走啊，我们现在这是一个 s 拼面的极左标走。 然后第六步呢就是去选择这个啊，这些顶级点的这个幅度和角度， 然后呢就是我们的一个视力吧，就是用零经验的方法去设计一个啊滤波器，数字滤波器， 我们把所有的这个零基点呢都移除掉，然后呢加入零基点啊，这个零点和几点啊？零点的是在这个啊，幅度是一的这样一个圆圈上，那么他的角度的分别分别是 n 乘以三分之派啊，那么就等于零一二三四五啊，就是均匀的分布在这个啊一单位元上，极点的角度呢是零， 这这有一个几点啊？看的不是特别清楚，这有个几点，那么点完这个之后呢，我们点这个绿圈啊，点这个绿圈我们就得到这个系数， 这就是我们得到这个系数啊这个系数，那得到系数之后呢，我们就可以知道他的船行，他的船行呢就是这样这样一个， 那么有了这个传函呢，我们就可以去实现他啊，这是实现他的，就是在这个用这个 c 代码去编写啊，一个程序去实现这个这个传函， 大家可以看到这个程序是非常简单的，就是通过一些移位啊加减成熟啊，就可以去实现这样一个数字离播器。那么需要提醒大家的就是说这个 c 代码呢，是比较简 简单啊，就是原因就是说我们这个 c 代码呢，就是为了去啊，让他用于这个用上能力比较弱的这些处理器啊，就是他非常容易去实现。当然了这个滤波器的这个评响呢，大家在前面也看到了，就是啊比较一般啊，不是特别好， 那么就是说如果我们有功能很强大，硬伤能力很强大的这个处理器，比如说 dsp， 那么呢我们就可以去设计啊，平响更好的这个数字离播器。那么这个时候呢， 同样的方法，就是说我们用第一页介绍的 fda 的这个兔呢水区产生这个滤波距离系数啊， 那比如说下面这个例子呢，就是说我们拿这个麦特麦尔的 fda two 设计出来的这些数字刘博奇的系数，然后怎么用第二 sp 的这个程序去实现的？首先的话也是第一步，我们要把这个产生的这个系数啊，你要把它引科录到啊，这个 psp 的这个程序里面， dsp 这个 project 里面，那么下面呢就是我们可以调用啊 啊，比如说我们这个 dsb 是 bf 五二七调用这个 bf 五二七的啊，他自己自带的一些啊滤波器的函数啊，就是 fir 啊，十六来去实现这个 notch 滤波器，然后实现这个低通的这个滤波器， 然后呢接下来再来看一下，就是这个啊，埃菲尔利波器和埃尔利波器，那么这个拽这个例子的话，就是我们要去实现一个高通，高通的截止频率是零点零五合资，然后才 这个是一 k 核磁啊，就是 adc 的采用力，那么我们这样算一下的话，就是我们可以算出来，就是如果我们用 fr r 来去实现这个高空的话，他这个脉冲响应的长度或者延时呢是二十秒，非常的长啊， 所以呢这个呢是不可以接受的啊，那我们可以用 iriir 来实现，接受呢，很少啊。然后呢，但是他的缺点就是说现行向位啊，他是不具有这个现行向位的啊。 那么左边这个的话就是用拿 frir 来实现，右边这个是 ir 实现，这是我们用 ir 来实现一个零点零五赫兹高通的一个啊例子，这是他的传函， 那么朝韩的话，他在用这个啊， c 代码去实现的时候，他有两步 啊，第一个方框框框呢，是拿这个第一个式子来实现的，那么第二个方框框框中这部分呢是拿第二个啊，这个 y n 等于 y， 用简易简易的用来去实现的，那么这两个式子里面的阿尔法呢，就是等于这个尺， 那么用这个用这样一个传上去实现的，这个滤波器呢，它的平响呢是这个样子的 啊，这就是啊，关于数字离标器设计以及实现的啊，几个简单的一个例子，供大家参考。好，谢谢大家。

看一下现在的话就是我们一百 s 的 这个，呃，滤波器，滤波器有滤波器的这个四 g 图传啊，看我们待会就一点信号都没有了， 一会我们会一点信号都没有，但是不用慌，好，直接荡到手上。你看四 g 信号基本上都是满格啊，然后我们这个图传信号是没有的啊，在直播间外面，朋友啊，进来直播间面对，我来， go go go。

嗯，大家好，今天和大家讲一下电源滤波器安装使用注意事项这一节呢，讲的内容还是比较实用，而且比较关键的啊，希望大家能有点长，希望大家能够看完， 你敢相信吗？如果安装使用细节上处理不好，会严重影响滤波器的效果，为什么同样的产品不同的客户使用会有这么大的差异呢？ 第一条，微波器的输入线和输出线摆放位置要合理，我们看一下这张图啊。嗯，这张图的话，大体上就是说呈现了我们不同的客户现场布线接线的几种现象啊，第一种现象就是 说输入线和输出线明显的进行了交叉，嗯，这样的话会影响滤波器的一个使用效果，因为滤波器的输入线和输出线其中有一侧的线是有干扰的线，另外一侧是常规的。嗯， 如果交叉以后呢，有干扰的会影响到常规的线啊，这样的是不允许的。第二种和第三种的线啊，第二种和第三种，这个两个图，输入线和输出线是不可以并行放在一起的， 他们两个是基本上是一种类型啊，把输入线、输出线并行在了一起，这样的话也会影响到铝箔器的一个使用效果。嗯，第三，第最后一种，最后一种的话，他这最后一种的布线方式是 是正确的啊，输入线和输出线要拉开距离啊，啊，输入在一侧，输出在一侧，这样的话啊，使用的效果以及受到的影响就是说受到的影响是最低的，效果也是比较好的啊。 呃，我们有一个真实的一个客户的一个案例啊，有一个客户他是做去这个第三方去做 emc 的一个电磁兼容传导测试啊， 他的现场，他的现场是什么情况呢？他没有加滤波器之前是没有通过的啊，做了一次没有通过，后来，呃，第三方的技术人员要求他去整改， 嗯，整改了以后呢，就是说整改的时候他就加把滤波器加上去了，增强一下滤波的一个抗干扰效果啊。嗯，结果呢还是测完了之后还是没有通过，他就给我们 技术人员打电话说这个加上去没有什么效果，后来我们技术就跟他沟通了，然后让他去拍一下现场的他的这个电源控制箱的一个接线方式啊，现场的一个线就是现场的一个布线的一个方式啊。 嗯，结果他拍了一下绿波器的一个现场的一个情况，基本上就是说他的现场是怎么做的呢？他的现场就是第 二种和第三种情况，他呢犯了这一个错误，把输入线和输出线并行放在了一起，因为他当时他的控制箱， 嗯，怎么说呢？他控制箱空间稍微小了一点啊。呃，他的线又有点长，这样的话他就把为了为了，就是说嗯一呢，为了省事。再有一个为了，哎，把所有的线放在哎都捋顺了，放在一起， 为了好看美观，这样的话就造成了什么呀？造成了滤波器的一个使用效果，嗯的影响。 后来我们进入人员给他做了一个嗯，给他调整了一下啊，就是把线剪短之后，让输入线和输出线拉开了一下距离，嗯， 这样的话就是说基本上就是最后这种正确的布线方式啊，他们又做了一次这个，嗯，测试结果就通过了啊，就是说其实就是一些很小的一个细节上处理不当的一个，嗯，处理不当的一种，嗯， 就是说一种方式调整一下就就会有比较大的差异啊。第二种，第二个，第二个情况就是输入滤波器和输出滤波器安装位置要合理， 嗯，大家看一下这张图，这张图就是说变频器两侧加装了输入滤波器和输出滤波器，嗯 嗯，这个位置要合理，就是说我们摆放的时候，比如说看一下这个滤波器要靠近变频器啊的位置进行摆放啊，滤波器和变频器之间的这个电源线要尽量的短， 如果这个，呃，如果这个线太长的话啊，因为滤波器和变频器之间的这一段线它是有干扰有扰动的，这个有扰动有干扰的线尽量的要把它 剪短，这样越短对周边的一些个信号传输啊，嗯， 对周边的一些信号传输啊，还有就是说，呃，弱电回路的影响就会降到一个比较低的水平，这样的话，嗯，就会发挥滤波器的一个比较好的一个效果啊。 嗯，第三种情况就是说电源控制箱、 控制柜线路布局混乱，动力线和信号线控制线全部混在一个线槽里走线，嗯，这种情况吧，大家看一下啊，看一下这张图，蓝色的是信号线，黑色的是动力线。 第一种情况禁止并行，信号线和动力线如果放在一个线槽里并行来走线， 这样的话动力线上的干扰就会以电磁藕和的形式传导到信号线上去， 严重的影响信号线的一个正确的一个传输以及稳定性。第二种情况，减少交叉，信号线要减少与动力线的交叉情况出现，这样的话就会呃，把，这样的话就会 严重影响这个信号的一个传输问题啊。嗯，我们怎么样如何来减少 动力线对信号线的影响呢？信号线与动力线、动力电源线要拉开距离，使用带屏蔽功能的线，首尾侧加装 屏蔽磁环，给动力设备加装滤波器，降低扰动。对，嗯，这样的话就是采取一些个措施啊，或者是说采取一些个预防的一些措施，这样的话对设备的干扰就会降低。 嗯，第四种情况，设备设计之初电源系统没有考虑电磁兼容要求或者抗干扰能力差，出厂前测试是一种情况，使用到使用现场是另外一种情况，小问题很多。 这种情况，嗯，基本上就是我们刚才讲的啊，讲的就是说，嗯， 这种，呃，信号线和动力线都放在一个线槽里走线，嗯，比较混乱的一种 现象啊。嗯，这些个细节没有处理好，没有加装滤波器啊。嗯，线上线上没有使用屏蔽线，没有套磁环之类的都会影响到，因为是这样，我们说的更实在一点啊。 嗯，我们的设备在出厂之前进行测试。呃，现场就是出厂之前进行测试，没有问题，一切 ok， 试机都很都很好，但是到了现场，嗯，就不行了。为什么？因为现场的这个电网的电源质量包括 工况环境我们是没有办法进行控制的啊。现在很多工厂里的用电设备都比较复杂，比如说有焊机是吧？有这个大型的用电设备有这个。嗯，呃，激光的切割机之类的啊，这种设备对于，嗯 呃我们这个，比如说我们这个数控啊，呃雕刻机啊，包括一些机械飞镖的一些设备都会有一定的扰动，因为它的电源质量不是特别的好，如果我们没有， 呃，就是说没有，在设计之初没有才没有设，把这个电磁兼容这个问题考虑进去啊，这样的话，呃设备，呃 发到现场去试车使用的时候，往往一些个抗干扰能力就会减弱，他的一些个电网的一些个电源质量就会严重的影响我们的设备的这个工作，比如说模拟量 啊，的一些个模，模拟量不精准啊啊，我们的驱动器也是服电机定位啊，定位有偏差啊，数字信号爆跳啊，不准确，是吧？都有可能 产生啊。这个第五种情况就是说电源滤波器接地端子，要现场就金接地， 嗯，这种绿波器呢？绿波器上面都有接地端子啊，我们看一下这张图，这是一个单向的绿波器，他的戒烟方式是公母堆接插黄的，他这个 和外壳连接的这个端子就是一个基地端子。这种绿波器是电源线的绿波器啊，他的这个 黄绿相间的这根线是滴滴线，嗯，这是一个三项的铝箔器，嗯，三项的铝箔机，他的， 他这有三个白色绝缘垫的，这个是三个主端子，下面这个不在一不在并不并排在一起的这个小端子啊，是和外壳联通的，这是一个接地端子， 嗯，这是一个大电流的铜牌接线方式的铝箔器，他的接地的地方就是他的侧面这个螺栓啊，接地螺栓，嗯，这是一个嗯端子台式的接线方式的铝箔器，他的这个绿色的这个端子是接地端子啊？ 嗯，这是也是一个段子台的，他是这是一个三项三线的绿波器，他的绿色的段子是阶级段子，他有输入色和输出色，有两个段子，我们现场有些个客户他 为了他，有些个客户他现场的时候是说接地的时候，他啊为了接线便利啊，他输入要有地，输出也要有地，当然这个输入和输出的地是连在一起的，实际上来讲我们接的时候接一端的话就可以了啊， 这是一个插座的绿波器啊，插座绿波器也是有接地端子的，你像他这个和外壳焊在一起的这个端子就是接地端子，三合一的这个绿波器他这个也是和外壳焊在一起的这个接地端子 也是也也有接地段子啊，就是都要正确的接地，可以一呢起到一个啊安全防护的作用。第二呢起到一个什么呀？就是说提高滤波器的使用滤波效果啊。

一个视频告诉你滤波器的作用，首先我们看滤波器怎么接线的，从这个漏电开关接两百二十伏电源，然后接到滤波器输入，上面是滤波器输出，这里接到端子排上， 然后端子排取电到四伏电源。为什么电源需要经过滤波器？主要是为了滤除电网中的浪涌等杂波，避免这些干扰影响系统的精度和稳定性，又能抑制设备自身工作产生的电磁干扰，防止干扰其他电器或电网，确保运行稳定。

嘿，同学们，今天咱们来聊一个数字信号处理里的经典难题，我们手头已经有一大堆设计的非常完美的模拟滤波器了，那怎么才能把这些武功秘籍转换成我们数字世界里能用的神功呢？ 行，咱们今天就这么安排。首先搞清楚为啥这事这么有挑战性。然后呢，请出两位高手，脉冲响应不变法和双限性变换法，让他俩来一场正面 pk。 最后也是最重要的，我会揭晓一个黄金法则，这可是你设计滤波器不翻车的关键，千万要听仔细了。 好，第一个问题，我们为啥要费这么大劲呢？直接设计树做的不就好了吗？哎，想法是好的，你看模拟绿坡期的理论，那可是经过了几十年甚至上百年的发展，简直就是一个巨大的宝库。 我们要是能直接当个搬运工，把这些现成的宝贝搬到数字世界里，那得多省事啊。但问题是，这个搬运可不是简单的复制粘贴，怎么才能保证搬过来的宝贝还是原汁原味不出问题呢？ 来看看咱们的第一个方法，听起来啊，特别简单直接，但你可得小心了，这里面有个大坑等着你呢， 你看这方法名字就告诉你它干啥了。脉冲响应不变法，说白了就是把模拟滤补器的那个脉冲响应 h a f t， 咔咔咔按固定的时间点踩下来，变成咱们数字的脉冲响应 h f n， 多直观呐，对吧？ 哎，坑就出在这个咔咔咔的彩样上，你要知道，时域的彩样就等于在频域稿复制粘贴， 你把信号的频谱在频率轴上一遍又一遍的复制，如果原来的频谱本身就比较胖，那这些复制出来的份一多，哎呀，就挤到一块去了，这就叫频谱混叠，这下你原来的信号可就全乱了套了。 来看这张图，一下就明白了，你看左边这个低通波滤芯，它本身比较瘦，频谱范围窄，所以复制出来的负二之间呢，还有点空隙，相安无事。 但你再看就边这个高通过滤芯，它的频谱是一直往高频那边延伸的，这么一复制，它的尾巴不就跟旁边那个复制品的脑袋给撞上了吗？完了，混结了。 所以啊，重点来了，就是因为频谱混叠这个硬伤脉冲，想用不变法，一碰到高通带组这种滤波器基本上就歇菜了，完全没法用。看来这种简单粗暴的办法不行，咱们得找个更聪明的。 哎，这时候咱们的二号选手双线性变换法闪亮登场，他用的方法啊，那叫一个聪明，直接从跟上把贫朴混叠这事给解决了。 这张图就是他的核心黑科技，他不搞复制粘贴的一套，他像个数学魔术师，直接把那根无限长的模拟频率轴用一个特别巧妙的公式，你猜怎么着？给他硬生生的，嗯，掰弯了，然后首尾相连，变成一个圈，严丝合缝的套在了咱们数字系统的单位员上。 这么一来，因为是一对一的映射，从头到尾就一份平铺，根本就没有什么副本了，那混碟这事也就无从谈起，可以说是彻底告别了混碟的风险，这绝对是个巨大的飞跃啊。 但是呢，咱们都知道，天下没有免费的午餐，这么强行的去掰弯频率轴，肯定是要付出代价的，代价就是原来的频率刻度被扭曲了，不再是均匀的了。 你看模拟频率 omega 和数字频率 omega 的 关系就变成了这么一个正弦函数，它不是一条直线了，而是一条曲线，特别是高频部分被压缩得更厉害。低频部分还好，这个现象咱们就叫它频率激变，或者叫 frequency warp 好了，两位选手都亮完招了。一个简单直接但有风险，一个安全可靠但会变形，那到底用哪个来？咱们把它们放一块，是骡子是马，拉出来遛遛， 这张表就很清楚了。你看幻碟这一项脉冲响应不变法有，而且是主要风险，双限性变换法呢，没有完全避免。 再看频率，应设，前者是限性的，所见即所得，后者呢，非限性的被扭曲了，所以脉冲响应不变法就只能用在低通、带通这种比较安全的地方，而双限性变换法通知所有类型都行。 当然了，缺点也很明显，一个怕混叠，另一个呢，你得去修正那个积变。这就说到了咱们今天的重头戏，也是大家考试做设计最容易错的地方。那个黄金法则怎么去修正双限性变化法的积变问题呢？ 你想想哈，因为频率被压扁了，你要是还傻乎乎的用你想要的那个模拟截止频率去设计，那最后变到数字域，那个截止频率肯定就跑到别的地方去了。就好像你打靶，明明知道有风，你还直着瞄，那能打中靶心才怪呢。 所以解决办法是什么呢？聪明。咱们反过来想，我先计算一下这个风有多大，然后我瞄准的时候就提前把这个风偏给算进去。 也就是说，我们根据最终想要的那个数字频率，用公式反推出一个需要瞄准的已经被预先扭曲了的模拟频率，用这个修正过的频率去设计，等它再被双限性变换扭曲一次，哎，正好就落在了我们想要的目标点上。 所以正确的流程一定是这样的，第一步，你先明确你最终想要的数字滤波器指标，比如说截止频率 omega c。 第二步，也是最关键的一步，做频率预测变，用那个 time 公式反推出对应的模拟频率 omega c。 第三步，用这个算出来的 omega c 去老老实实设计你的模拟滤波器。最后一步，再把这个设计好的模拟滤波器用双限性变换转成数字的。你看，这个预测变就是个效准步骤，绝不是可有可无，而是必须有。 没错，书上都用黑体字强调了，这是个强制性步骤。你忘了这一步，后面做的所有工作全都白费功夫。 好了，咱们最后快速总结一下，脉冲响应不变法，优点是简单频率不变形，但缺点是会产生频率混底，所以沟通带阻率波基本就别想用它了。 而双限性变换法呢，非常稳，绝对没有混碟儿什么滤波都能做，但它有个代价就是频率激变。而解决这个问题的黄金法则就是使用双限性变换法时，你必须先做频率预计。 好了，讲到这里，问题就留给你们了，下次你亲自设计滤破洞的时候，你会怎么选呢？是追求那个限信应设的原汁原味儿，但要承担混碟的风险， 还是选择一个绝对安全的，没有混叠的设计，但需要多做一步预激变的校正呢？这个选择就留给你们在实践中去思考了，希望这次的讲解对大家有帮助。