高通濾波器對(duì)方波和正弦波的影響

Timor丶涼 2016-06-23 09:01:34 476 瀏覽

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我昱云南的人民 2016-06-23 21:18:35

1.原方波及正弦波的直流成分將被濾除。 2.如果濾波器的通帶下限頻率低于信號(hào)的頻率，則對(duì)信號(hào)的波形沒(méi)有影響，受到插損的影響，信號(hào)的幅度將會(huì)略有減小。 3.如果通帶下限頻率高于信號(hào)頻率，對(duì)于方波信號(hào)的波形將嚴(yán)重失真，幅度減小。對(duì)于正弦波信號(hào)，其信號(hào)幅度明顯減小，減小的幅度取決于濾波器的帶外衰減。如果原正弦波不是純正的正弦波，含有諧波成分，那么除了幅度減小外，波形也會(huì)出現(xiàn)明顯變化。

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熱門(mén)問(wèn)答

高通濾波器對(duì)方波和正弦波的影響:

信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn) 正弦波、三角波和方波: 設(shè)計(jì)個(gè)實(shí)驗(yàn)~信號(hào)發(fā)生器方案要求：可以產(chǎn)生正弦波、三角波和方波；輸出頻率和幅度可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；頻率穩(wěn)定度較高。獎(jiǎng)勵(lì)100積分，信譽(yù)保證！... 設(shè)計(jì)個(gè)實(shí)驗(yàn)~ 信號(hào)發(fā)生器方案要求：可以產(chǎn)生正弦波、三角波和方波；輸出頻率和幅度可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；頻率穩(wěn)定度較高。獎(jiǎng)勵(lì)100積分，信譽(yù)保證！展開(kāi)

超聲波探頭需要的是正弦波還是方波？:

【急】低通濾波器為什么能使方波轉(zhuǎn)換成正弦波？？: 做實(shí)驗(yàn)輸入的是方波，Z后經(jīng)過(guò)解調(diào)后輸出了正弦波，想問(wèn)問(wèn)這是為什么，大概介紹原理就行！

光柵尺輸出信號(hào)方波和正弦波有什么區(qū)別，各自的優(yōu)勢(shì)在哪?:

方波，正弦波，三角波信號(hào)是如何產(chǎn)生的:

用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)一個(gè)方波、正弦波、三角波的信號(hào)發(fā)生器:

怎么做一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，可以發(fā)生方波、三角波、正弦波！:

多諧振蕩器波形應(yīng)該是方波，為什么會(huì)變成正弦波呢:

正弦波，方波，三角波有什么作用？具體可用在什么地方？:

簡(jiǎn)述低通濾波器和高通濾波器的作用。:

幫忙設(shè)計(jì)一個(gè)LC濾波器實(shí)現(xiàn)50HZ的方波轉(zhuǎn)換成正弦波?。≈x謝: 將方波的基波濾出來(lái)，LC的具體數(shù)值不能確定，將方法及數(shù)值能給一下嗎？？

如何對(duì)經(jīng)過(guò)高通濾波器分開(kāi)的蓄電池和超級(jí)電容器的功率進(jìn)行調(diào)整:

正弦波轉(zhuǎn)方波，然后單片機(jī)測(cè)量頻率，波形轉(zhuǎn)換電路怎么選擇: 在波形轉(zhuǎn)換中，看資料可以用遲滯比較器、門(mén)電路組成的施密特觸發(fā)器還有555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器。不知道三種方法怎么選擇。正弦頻率范圍在1～10Mhz

模擬和數(shù)字濾波器，低通高通濾波器之間的關(guān)系: Z近學(xué)濾波器有點(diǎn)暈。。老師讓用低通濾波器，然后又計(jì)算數(shù)字濾波器什么的（是不是采樣頻率？），又來(lái)了個(gè)A/D轉(zhuǎn)換。。。這里面到底有什么聯(lián)系？？

方波脈沖

介紹

Gamry Framework?軟件中可用的許多電化學(xué)技術(shù)，包括方波伏安法，一種脈沖伏安法。本應(yīng)用報(bào)告介紹什么是方波伏安法以及所涉及的參數(shù)。

方波伏安法背后的理論

我們從施加一系列階梯電位信號(hào)開(kāi)始。階梯波形上還添加了一個(gè)方波，因此隨著電位在每一步中突然階躍，方波與該階躍疊加。在步驟的一半，方波改變極性。這種重復(fù)的階梯加方波信號(hào)產(chǎn)生出具有特點(diǎn)的電壓序列施加在樣品上，如圖1所示。

記錄對(duì)電極和工作電極之間的電流隨時(shí)間的變化。測(cè)量工作電極參比和參比電極之間的電壓。

圖1 方波伏安法中電壓如何隨時(shí)間變化的示意圖

一個(gè)方波周期和階躍的時(shí)間τ

方波周期和單步電壓階躍時(shí)間都需要時(shí)間τ。周期時(shí)間的倒數(shù)就是頻率1/τ。

掃速

掃速反過(guò)來(lái)取決于每步的時(shí)間，τ：

在掃描期間，在正向脈沖和反向脈沖結(jié)束時(shí)記錄電流，這意味著每個(gè)周期對(duì)其采樣兩次。脈沖結(jié)束時(shí)采樣可以避免涉及充電電流。

方波伏安實(shí)驗(yàn)中使用的頻率f通常約為1至125Hz。如此高的f意味著方波伏安法比其他脈沖實(shí)驗(yàn)快得多。

實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

以下是Gamry Framework?軟件提供的參數(shù)設(shè)置窗口示例：

圖2 Gamry Framework?方波脈沖設(shè)置頁(yè)面。采用模式有3中選擇，包含Surface模式

Surface模式

在數(shù)字掃描中，標(biāo)準(zhǔn)慣例是在每個(gè)步驟的ZH獲取一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。Gamry將此方法稱(chēng)為Fast模式。這種采樣方法可以區(qū)分任何電容性電流或表面結(jié)合反應(yīng)。在階躍初始時(shí)任何由電容充電產(chǎn)生或僅限電極表面法拉第電流都會(huì)衰減，不會(huì)影響測(cè)試電流。

另一種采樣模式是Noise Reject，也就是每個(gè)階躍后20%的平均值。與Fast模式相比，Noise Reject提高了信噪比。同時(shí)仍主要捕獲的是擴(kuò)散過(guò)程的電流。

對(duì)于Surface模式，Gamry采用獨(dú)特的采樣模式來(lái)消除階躍和斜坡之間的差異。在Surface模式下，對(duì)整個(gè)階躍過(guò)程都進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后取平均值。這樣可以捕獲電容充電電流和表面發(fā)生反應(yīng)的法拉第電流。。其他電化學(xué)工作站生產(chǎn)商均未提供Surface模式。

對(duì)于涉及表面反應(yīng)的方波伏安測(cè)量，我們建議在掃描過(guò)程中選用Surface模式。

繪圖

軟件將兩個(gè)電流值相減，得到的差值（Idiff）與掃描電位（Vstep）繪制成圖。結(jié)果是該方法給出了由法拉第過(guò)程引起的峰值。峰高于該物質(zhì)的濃度直接相關(guān)。

舉例

緩沖溶液中的鎘

我們以測(cè)量溶解在醋酸鹽緩沖溶液中的Cd²⁺（6ppm）為例。用Gamry電化學(xué)工作站以τ = 0.1 s（也就是10Hz頻率）進(jìn)行方波伏安法測(cè)試。整個(gè)測(cè)試僅需6.1s（0.1s采點(diǎn)61個(gè)）。數(shù)據(jù)以Idiff（正向和方向電流之差）與Vstep的關(guān)系表示在圖3中。

圖3 6ppm的Cd²⁺在醋酸鹽緩沖溶液中的方波伏安圖，τ = 0.1 s

如果我們改變Cd²⁺濃度，則峰高與[Cd²⁺]成正比。在溶液中添加另一種離子（比如Pb²⁺），曲線(xiàn)則會(huì)在其他電位上出現(xiàn)第二個(gè)峰。

痕量銅的定量測(cè)試

此例中，用方波伏安法測(cè)試了酸性水溶液中不同濃度（百萬(wàn)分之幾范圍）銅離子以及空白實(shí)驗(yàn)。這一系列實(shí)驗(yàn)（參見(jiàn)表1）顯示了不同濃度銅離子如何與峰高直接相關(guān)。

圖4 不同濃度銅離子的方波伏安圖，灰線(xiàn)是空白實(shí)驗(yàn)

表1 方波伏安法測(cè)定銅離子濃度及其相應(yīng)的峰高，R²=0.9755