lee滤波精致lee滤波

第一篇：lee滤波精致lee滤波

三级联创活动材料LEE

一、 指导思想

深化农村党的建设“三级联创”活动的指导思想是：以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，以科学发展观为统领，深入学习贯彻十六大和十六届六中全会精神，统筹城乡经济持续、快速、协调发展，坚持思想建设、组织建设和作风建设一起抓，探索“干部经常受教育，群众经常得实惠”的有效途径，建立健全农村基层组织建设常抓不懈的工作机制，全面提高全镇农村基层干部和党员队伍的整体素质，切实加强党的先进性建设和执政能力建设，把农村基层组织建设成为贯彻“三个代表”重要思想的组织者、推动者和实践者，为全面推进我镇社会主义新农村建设提供坚强的组织保证。

二、目标任务

我镇深化“三级联创”活动的目标任务是：通过开展“四定三评”(定活动主题，定目标任务，定工作机制，定考核奖惩;基层支部评党委，村民代表评支部，人大代表评站所)活动，适应我镇建设社会主义新农村的总体需要，各级党组织加强农村党建工作有新的举措，农村基层干部队伍素质有新的提高，农村基层党组织的创造力、凝聚力、战斗力有新的增强，农村党的建设取得新的成绩，全镇“五好”村党组织比例达到60%以上，群众满意的乡镇站所比例达到80%以上，“五好”乡镇党委进入全县农村基层组织建设先进行列。

三、工作重点

深化“三级联创”活动要紧紧围绕“四定三评”目标，重点抓好以下七个方面的工作：

(一)围绕定活动主题，不断深化“三级联创”活动的内涵。

二)围绕定目标任务，不断推动农村经济社会事业健康发展。全镇各级党组织要紧紧围绕中央提出的新农村建设“二十字”方针，把发展作为推进改革和新农村建设的根本，以发展农村经济为中心，以增加农民收入为重点，因村制宜，进一步理清发展思路。全镇29个村要围绕全镇提出的“四个二”目标(即财政收入增20万元、人均纯收入增200元、争取各类扶持资金200万元和培训转移劳力2000人)，经过村支两委研究，并征求广大党员代表和群众代表意见，制定出切合实际的经济发展目标、基础设施建设目标和社会事业发展目标，形成2007年规划，并将计划目标在群众大会和全体党员会上予以公布，自觉接受广大群众的监督，以实说实干的作风抓好各项工作的落实

(三)围绕定工作机制，不断创新工作方式方法。党委要进一步坚持实行党委集体领导下的分工负责制和重大事项党委集体议事制、建立健全党委中心学习组制度、决策咨询制度、集体议事制度、定期下访调研制度。进一步深化和完善为民服务代理制，把为民服务代理室作为争创工作的一个窗口，切实转变政府职能。进一步坚持和完善行政干部周一签到、周五工作汇报制度和月办月结考核机制，推动各项工作真正落到实处。各村支部要以推行支部承诺制和党员承诺制为载体，深化无职党员“设岗定责”，各村支部按照不同的实际，设立勤劳致富岗、计生服务岗、安全生产岗、科技示范岗、工程质量监督岗、党务村务财务监督岗、乡风民风示范岗等不同岗位，把各村无职党员按排到不同岗位上，深化民主评议党员制度，每月一互评，并做好活动记载，让他们在具体实践活动中感受到自己的价值，让他们在履行岗位职责中继续深化先进性教育。镇直各支部要以建立健全支部为前提，以优化各项工作机制为载体，以服务好基层群众为目标，以转变作风为动力，把创建群众“满意在站所”活动持续推向深入。

(四)围绕定考核奖惩，不断促进党员干部作风转变。要把此次“三级联建”活动纳入全年目标考核中党建工作的重点，严格按照目标任务稳步推进。坚持党委考核到村支书和站所支部负责人制度，实行各级党组织“一把手”负责制。各级党组织务必按照实施方案，周密制定好各自的创建计划，按照“一个阶段一个重点，一个阶段一个成果，一个阶段一个典型”的工作方式来抓好“三级联创”工作的落实。对创建工作态度不积极，行动迟缓乃至延误全镇创建工作的，对主要责任人通报批评，并向党委说清情况。是站所的要组织人大代表评议，结果报告给站所的上级主管部门。对创建工作积极，收效明显的单位，及时总结经验，上报给县基层办，并在全县予以通报表扬。

(五)围绕基层支部评党委，不断加强党委自身建设力度。坚持和完善农村支部和镇直单位支部对党委半年工作评议制度。党委在创建期间将邀请部分人大代表、政协委员以及各级党组织负责人举办工作恳谈会，同时通报创建工作进展情况;创建工作结束后由党委将所有工作对参加评议代表进行报告，并结合年初工作目标，如实汇报工作成绩和差距，由各基层支部负责人对党委班子工作情况进行客观评议。通过这种方式，减少决策失误，畅通民意渠道，密切干群关系，真正达到评出团结，评出合力，评出业绩的目的。从而切实提高党委班子在新形势下领导群众发展经济的能力、驾驭全局的能力、处理化解各种矛盾的能力、建设和谐社会的能力，使党委班子真正成为团结、奋进、高效、廉洁的坚强领导核心。

(六)围绕村民代表评支部，不断增强基层组织的执政能力。各村支部要坚持每季度组织评议活动，由村民代表和农村党员对农村党支部，按照“五好支部”的标准和年度计划，进行一次民主测评。期间要不折不扣地进行无职党员互评活动，增强党员的先进意识和成效意识。同时要不断改进农村党支部的工作方式和方法，通过面对面的评议和背靠背的测评，达到增强职能，履顺关系，增进团结，改进服务，加快发展的目的，使农村党支部真正成为坚强的战斗堡垒。

(七)围绕人大代表评站所，不断提高镇直部门的服务意识

四、方法步骤

(一)广泛动员，统一思想(3月26日——3月31日)。各村、各单位采取悬挂过路横幅、刷写标语等多种形式(黄龙沟、水田坪、乍峪、大坪、张家沟、后湾、观音堂等村必须悬挂1-2条横幅)，浓厚创建工作氛围。同时各支部要积极组织党员干部深入学习中央和省市县有关文件精神，大力宣传深化“三级联创”活动的目的意义、指导思想和目标要求，搞好层层动员，切实把党员干部群众的思想统一到中央、省、市和县委的要求上来。充分调动各级党组织抓好农村基层组织建设的积极性和主动性，努力形成先进上台阶、中间抢进位、后进求发展的创先争优局面，确保“三级联创”活动落在实处，抓出实效。同时，结合自身实际，参照本方案，制定切实可行的创建工作方案。

(二)对照标准，查漏补缺(4月1日——4月15日)。各村和镇直部门要对照“五好”的目标要求，按考评细则所列具体内容，查漏补缺，围绕主题实践活动，扎实开展创建活动。特别是各村党组织班子情况、经济发展、精神文明建设和社会稳定情况以及党员群众的思想状况进行一次深入细致的调查分析，认真对照“五好”标准，找准存在的问题和差距，明确用力方向，及时搞好整改，确保“三级联创”活动取得实效。

(三)搜集资料，整理档案(4月16日————5月15日)。各村、各单位在扎实开展“三级联创”活动的基础上，组织专班，对照考评细则，全面搜集本单位开展“三级联创”活动的各种资料。同时，对搜集到的文字、图、音像等资料，整理分类，编制目录，按一个创建单位一册的要求分别建立档案，做好迎接检查验收的各项准备工作。

(四)检查验收，组织呈报(5月16日——6月5日)。各村、各单位对“三级联创”活动进行自查，并向镇党委呈报自查报告。镇领导小组办公室根据各村、各单位呈报情况，组织专班对各创建单位进行检查验收。在此基础上筛选呈报县委表彰对象，重点做好镇党委创建全县农村基层组织建设先进镇呈报工作。

五、组织领导

(一)加强领导，明确创建责任。镇委成立“三级联创”活动领导小组，由党委书记、镇长陈文学同志任组长，党委副书记、副镇长胡志芳、组织委员郝传礼同志任副组长，各村支部书记、镇直各支部书记为成员，具体负责“三级联创”活动的开展。各村、镇直各部门要高度重视，切实把“三级联创”活动列入重要议事日程，建立各级党组织书记抓党建的责任制，进一步明确工作职责，切实做到认识到位、责任到位、措施到位、落实到位，形成“一把手”负总责，一级抓一级，层层抓落实的责任体系，确保创建目标的顺利实现。

(二)搞好指导，确保取得实效。要加强对创建活动的指导和督促检查，注重总结典型经验，广泛宣传创建活动中涌现出来的典型事迹，把创建活动不断引向深入。建立镇村党员领导干部“三级联创”活动联系点制度，镇党委班子成员每人联一个村和镇直支部，深入基层，开展调查研究，解决实际问题。要建立督查工作制度镇领导小组办公室每月对各村和镇直各支部督查一次，对村、站所也要定期不定期地开展督查。各村、各单位要自学的搞好工作自查，确保创建活动取得明显成

第二篇：有源滤波器和无源滤波器的原理及区别?

2010-01-09 11:28

无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L和C组成。

有源滤波器：集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。

无源滤波装置

该装置由电容器、电抗器，有时还包括电阻器等无源元件组成，以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，以达到抑制高次谐波的作用;由于SVC的调节范围要由感性区扩大到容性区，所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联，这样既满足无功补偿、改善功率因数，又能消除高次谐波的影响。

国际上广泛使用的滤波器种类有：各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽颇带与三阶宽频带高通滤波器等。

1)单调谐滤波器：一阶单调谐滤波器的优点是滤波效果好，结构简单;缺点是电能损耗比较大，但随着品质因数的提高而减少，同时又随谐波次数的减少而增加，而电炉正好是低次谐波，主要是2～7次，因此，基波损耗较大。二阶单调谐滤波器当品质因数在50以下时，基波损耗可减少20～50%，属节能型，滤波效果等效。三阶单调谐滤波器是损耗最小的滤波器，但组成复杂些，投资也高些，用于电弧炉系统中，2次滤波器选用三阶滤波器为好，其它次选用二阶单调谐滤波器。

2)高通(宽频带)滤波器，一般用于某次及以上次的谐波抑制。当在电弧炉等非线性负荷系统中采用时，对5次以上起滤波作用时，通过参数调整，可形成该滤波器回路对5次及以上次谐波的低阻抗通路。

有源滤波器

虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点，在现阶段广泛用于配电网中，但由于滤波器特性受系统参数影响大，只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会产生放大作用，甚至谐振现象等因素，随着电力电子技术的发展，人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器(Active PowerFliter，缩写为APF)。

APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。它与无源滤波器相比，有以下特点：

a.不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变，补偿无功，有一机多能的特点，在性价比上较为合理;

b.滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险;c.具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波，即具有高度可控性和快速响应性等特点

第三篇：数字滤波器调研报告

一、数字滤波器

数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的 。数字滤波器对信号滤波的方法是：用数字计算机对数字信号进行处理，处理就是按照预先编制的程序进行计算。数字滤波器的原理如图所示，它的核心是数字信号处理器。

二、数字滤波器发展背景

随着信息科学与计算技术的迅速发展，数字信号处理的理论与应用得到飞跃式发展，形成了一门极为重要的学科。不仅如此，它还以不同的形式影响及渗透到其他的学科中去。不论是国民经济或者是国防建设都与之息息相关，紧密相连。

我们现实生活中会遇到多种多样的信号，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号、射电天文信号、生物医学信号、控制信号、气象信号、地震勘探信号、机械振动信号、遥感遥测信号等等。上述这些信号大部分是模拟信号，也有小部分是数字信号。模拟信号是自变量的连续函数，自变量可以是一维的，也可以是二维或多维的。大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间，经过时间上的离散化(采样)和幅度上的离散化(量化)，这类模拟信号便成为一维数字信号。因此，数字信号实际上是用数字序列表示的信号，语音信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个一维离散时间序列;而图像

信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个二维离散空间序列。信号处理的目的一般是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等。如何在较强的噪声背景下提取出真正的信号或信号的特征，并将其应用于工程实际是信号处理的首要任务。根据处理对象的不同，信号处理技术分为模拟信号处理系统和数字信号处理系统。数字信号处理(Digital signal Processing，DSP)与模拟信号处理相比有许多优点，如相对于温度和工艺的变化数字信号要比模拟信号更稳健，在数字表示中，精度可以通过改变信号的字长来更好地控制，所以DSP技术可以在放大信号的同时去除噪声和干扰，而在模拟信号中信号和噪声同时被放大，数字信号还可以不带误差地被存储和恢复、发送和接收、处理和操纵。许多复杂的系统可以用高精度、大信噪比和可重构的数字技术来实现。

目前，数字信号处理已经发展成为一项成熟的技术，并且在许多应用领域逐步代替了传统的模拟信号处理系统，如通讯、系统控制、电力系统、故障检测、语音、图像、自动化仪器、航空航天、铁路、生物医学工程、雷达、声纳、遥感遥测等。

数字信号处理中一个非常重要且应用普遍的技术就是数字滤波。所谓数字滤波，是指其输入、输出均为数字信号，通过一定的运算关系改变输入信号所含的频率成分的相对比例或滤除某些频率成分，达到提取和加强信号中的有用成份，消弱无用的干扰成份的目的。数字滤波与模拟滤波相比，有精度高、可靠性高、灵活性好等突出优点，

可以满足对幅度和相位的严格要求，还能降低开发费用，缩短研制到应用的时间，在很多领域逐步代替了传统的模拟信号系统。

数字滤波器，在数字信号处理中有着广泛的应用，因此，无论是在理论研究上还是在如通讯、HDTV(高清晰度电视)、雷达、图象处理、数字音频等实际应用上都有着美好的技术前景和巨大的实用价值。

三、国内外发展状况

数字滤波器精确度高、使用灵活、可靠性高，具有模拟设备所没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域, 例如数字电视、语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。随着信息时代数字时代的到来，数字滤波技术已经成为一门极其重要的学科和技术领域。以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是，模拟电路技术存在很多难以解决的问题，例如，模拟电路元件对温度的敏感性，等等。而采用数字技术则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点，这些都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。关于数字滤波器的研究，在40年代末期就有人研究过它的可能性问题，在50年代也有人在研究生班讨论过数字滤波的问题。直到60年代中期美国科学家库利、图基总结前人的研究成果，经过长期的研究，才开始形成了一套完整关于数字滤波器的正规理论。在这一时期，各种各样的数字滤波器原理结构和特性被提出，并且出现了各

种数字滤波器的逼近方法和实现方法，对递归和非递归两类滤波器作了全面的比较和分析。数字滤波器经历了有限冲激响应(FIR)和无限冲激响应(IIR)关系的认识转化过程。当利用快速傅利叶变换(FFT)来实现卷积运算的概念被提出之后，发现高阶有限冲激响应滤波器也可用较高的运算效率来实现，因此使得人们对高性能的有限冲激响应滤波器的设计方法进行了大量的研究分析，从而出现了此后数字滤波器设计中频域方法与时域方法的局面。

我国在DSP技术起步较早，产品的研究开发成绩斐然，基本上与国外同步发展，而在FPGA方面起步较晚。全国有100来所高等院校从事DSP&FPGA的教学和科研，除了一部分DSP芯片需要从国外进口外，在信号处理理论和算法方面，与国外处于同等水平。而在FPGA信号处理和系统方面，有了喜人的进展，正在进行与世界先进国家同样的研究。比如西北工业大学和国防科学技术大学的ATR实验室采用了FPGA可重构计算系统进行机载图像处理和自动目标识别，主要是利用该系统进行复杂的卷积运算，同时利用它的可变柔性来达到自适应的目的。北京理工大学研究利用FPGA提高加解密运算的速度，等等。

随着我国科学技术的快速发展，国内有很多专家教授在数字滤波领域展开长期的深入研究，如天津大学的王兆华教授、山东大学的赖晓平教授等。无论是在理论方面还是在工程技术领域，都有很多科研成果。因而数字滤波器不断应用在各行各业里，我国现有滤波器的种类及应用技术己基本上满足现有各种电信设备需求。从整体而言，我

国无源滤波器发展比有源滤波器迅速，而数字滤波器比模拟滤波器的发展较缓慢。

关于数字滤波器理论研究的发展也带来了数字滤波器在实现上的空前发展。20世纪60年代起，由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展上了一个新台阶，朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉等方向努力，其中高精度、小体积、多功能、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向，导致数字滤波器、RC有源滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展。到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成己被研制出来并得到应用，90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。

目前，国外有许多院校和科研机构在研究基于FPGA的DSP应用，比较突出的有Denmark大学的研究小组正在从事FPGA实现数字滤波器的研究。由于FPGA实现乘法器有困难，因此他们重点研究开发无乘法的滤波器算法。加州大学洛杉矶分校的研究小组采用运行时重构技术开发了一种视频通讯系统，该系统用一片FPGA可每帧重构四次完成视频图像压缩和传送的操作。此外，他们还在进行Mojave项目的开发工作，力图采用运行时重构技术来实现自动目标识别应用。

第四篇：阿贝成像原理与空间滤波实验报告

阿贝成像原理和空间滤波

【实验目的】

1.了解阿贝成像原理，懂得透镜孔径对成像的影响.

2.了解透镜的傅里叶变换功能及空间频谱的概念.

3.了解两种简单的空间滤波.

4.掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴.

【实验仪器】

光具座，氦氖激光器，溴钨灯(12V，50W)及直流电源，薄透镜若干，可变狭缝光阑，可变圆孔光阑，调制用光阑，光栅(一维、正交及调制各一)，光学物屏，游标卡尺，白屏，平面镜.

【实验原理】

阿贝在1873年为德国蔡斯工厂改进显微镜时发现，大孔径的物镜能导致较高的分辨率，这是因为较大的孔径可以收集全部衍射光，这些衍射光到达像平面时相干叠加出较细的细节.例如，用一定空间频率的光栅作为物，并且用单色光加以照明，物后的衍射光到达透镜时(这里先考虑±1级衍射)，当O级与级衍射光到达像平面时，相干叠加成干涉条纹，就是光栅的像;如果单色光波长较长或者L孔径小，只接收了零级光而把级光挡去，那么到达像平面上的只有零级光，就没有条纹出现，我们说像中缺少了这种细节.根据光栅方程，不难算出，物体上细节d能得以在像平面有反映的限制为

(1)

为透镜半径对物点所张的角.换句话说，可分辨的空间频率为

(2)

物平面上细节越细微、即空间频率越高，其后衍射光的角度就越大，更不可能通过透镜的有限孔径到达像平面，当然图像就没有这些细节.透镜就成像光束所携带的空间频率而言，是低通滤波器，其截止频率就是(2)式所示的，.瑞利在1896年认为物平面每一点都发出球面波，各点发出的波在透镜孔径上衍射，到达像面时成为爱里斑，并给出分辨两个点物所成两个模糊像——两个爱里斑的判据.其实阿贝与瑞利两种方法是等价的.

波特在1906年把一个细网格作物(相当于正交光栅)，但他在透镜的焦平面上设置一些孔式屏对焦平面上的衍射亮点(即夫琅和费衍射花样)进行阻挡或允许通过时，得到了许多不同的图像.设焦平面上坐标为，那么与空间频率相应关系为

(3)

(这适用于角度较小时，为焦距，).焦平面中央亮点对应的是物平面上总的亮度(称为直流分量)，焦平面上离中央亮点较近(远)的光强反映物平面上频率较低(高)的光栅调制度(或可见度).1934年译尼克在焦平面中央设置一块面积很小的相移板，使直流分量产生位相变化，从而使生物标本中的透明物质不须染色变成明暗图像，因而可研究活的细胞，这种显微镜称为相衬显微镜.为此他在1993年获得诺贝尔奖.在20世纪50年代，通信理论中常用的傅里叶变换被引入光学，60年代激光出现后又提供了相干光源，一种新观点(傅里叶光学)与新技术(光学信息处理)就此发展起来.

物的内容中如含周期性结构，可以看成是各种频率的光栅组合而成，用数学语言讲就是把物展开成空间的傅里叶级数.如物的内容不是周期性的，在数学上就要作傅里叶变换，在物理上可由透镜来实现.可以证明，由于透镜作为位相变换器能把平面波转换为球面波，当单色平面波照射在透明片上[其振幅透射率为]时，如图1中光路所示，透镜后焦平面上光场复振幅分布即为其傅里叶变换

(4)

图1

式中，，实际上这也就是的夫琅和费衍射.当不在透镜前焦面上时，后焦面上仍为其傅里叶变换，但要乘上位相弯曲因子.当入射的不是平面波，而是球面波(发散、会聚均可)，则在入射波经透镜(甚至不经透镜)后形成的会聚点所在平面上也是傅里叶变换，只是也附加上了位相弯曲因子.傅里叶变换的例子如函数，函数，函数函数及许多性质的标度、卷积定理都可以由此在物理上演示出来.

如图2所示，在透镜后再设一透镜，则在Q面上的复振幅分布又经过一次傅里叶变换，

(5)

物函数的倒置也就是的像.前述在平面波照射下在前焦平面上的时，在照明光会聚点有其傅里叶变换，但要加上位相弯曲因子，该位相弯曲相当于会聚球面波照在傅里叶变换上，到达该球面波会聚点所在平面Q时，也是完成第二次傅里叶变换，只是标度有变化，即像是放大或缩小的.因此从波动光学的观点来看，正是透镜的傅里叶变换功能造成了其成像的功能.这样，就用波动光学的观点叙述了成像过程.这不但说明了几何光学已经说明的透镜成像功能，而且还预示了在频谱平面上设置滤波器可以改变图像的结构，这后者是无法用几何光学来解释的.前述相衬显微镜即是空间滤波的一个成功例子.除了下面实验中的低通滤波、方向滤波及调制等较简单的滤波特例外，还进行特征识别、图像合成、模糊图像复原等较复杂的光学信息处理.因此透镜的傅里叶变换功能的涵义比其成像功能更深刻、更广泛.

图2

【实验内容】

共轴调节.首先，要调激光束平行于光具座(图3)，并位于光具座正上方，把屏Q插在光具座滑块上，并移近激光架LS，把LS作上下、左右移动，使光束偏离O，调节LS的俯仰及侧转，使光束又穿过小孔;再把Q推至LS边上，反复调节，直到Q在光具座平移时激光束均穿过O为圆心的孔，以后就不再需要改变LS的位置。

在做以下几个实验时，都要用透镜，在加入透镜L后，如激光束正好射在L的光心上，则在屏Q上的光斑以0为中心，如果光斑不以O为中心，则需调节L的高低

图3

及左右，直到经过L的光束不改变方向(即仍打在0上)为止;此时在Ls处再设带有圆孔P的光屏，从L前后两个表面反射回去的光束回到此P上，如二个光斑套准并正好以P为中心，则说明L的光轴正好就在P、O连线上.不然就要调整L的取向.如光路中有几个透镜，先调离Ls最远的透镜，再逐个由远及近加入其他透镜，每次都保持两个反射光斑套准在P上，透射光斑以O为中心，则光路就一直保持共轴.

1.阿贝成像原理

(1)按图4布置光路.G是空间频率为每毫米几十条的光栅，在实验中作为物.L是焦距为10cm的透镜，移动L使光栅在3m处白屏上成放大的像(也可以用平面镜把光束反射到实验桌上的自屏上，但要用涂金属的那面，不要用玻璃面去反射，为什么?可以试试.)

(2)用白纸插入G之后的光路中并从G处移到L可看到G后

图4

衍射光束逐步分开;再从L移到P处，可看到光束又逐步合到一起，形成光栅像.

(3)在L前设可变圆孔光阑P;在逐步减小光阑时在L后用白纸检查光束被挡去情况，如有三束光通过，则Q上仍有条纹;如仅有一束光通过，Q上就无条纹，也就是不能分辨这个空间频率的细节了(P不一定紧贴在L之前).

(4)使P上某一圆孔刚能容纳三束光通过，测量G、P距离及圆孔半径，估算G的空间频率.并估算能分辨此频率的最小透镜孔径.

2.波特实验

仍然使用图4中光路，但改为到L的焦平面F上来改变像的空间频率结构.

把毛玻璃放在F面处可看到一系列光点，它们相应于物光栅夫琅和费衍射的0，±1，±2，…级的衍射极大值.用直尺或游标卡尺测出各衍射级离中央亮点的距离，把透镜焦距、所用激光波长与代入(3)式，算出这些亮点对应的空间频率，并与通过物像关系算出的光栅空间频率进行比较(由物距、像距，像上条纹宽度计算)，说明物理意义.利用可变狭缝光阑及小磁块，挡去某些衍射级，观察像屏S上图像的变化情况，并作出解释(可以从傅里叶光学与光波干涉两种观点来解释).

3.透镜的傅里叶变换功能

按图5(a)布置光路，L1、L2构成扩束准直系统，扩束后光束截面直径增大(倍数为两透镜焦距之比).输入至输出共距四倍焦距，故可称为系统，是典型的光束信息处理光路，能进行二次傅里叶变换.

用系统直接观察傅里叶变换，有时感到花样较小，不易看清，图5(b)光路中的物屏可放在位置1到2之间，在照明光的会聚点上都可以看到它的夫琅和费衍射，或者说傅里叶变换.自己选择一个位置(在2处，物离Q远，则花样分布较大，便于观察)，先后插入圆孔、双缝、单缝，观察其傅里叶变换光强分布情况并对傅里叶变换的标度性质、卷积定理作出物理解释.设此时P、Q距离为z，则Q空间频率标度为.

图5

4.空间滤波实验

(1)低通滤波

前述阿贝--波特实验中狭缝起的是方向滤波器的作用，可以滤去图像中某个方向的结构.而圆孔可作低通滤波器，滤去图像中高频成分，只让低频成分通过.

①按图6布置好光路，先放人L2，再放入L1，每次都调共轴，经L1扩束后光斑应打在L2中央.放人物屏P后注意P、Q的物像关系，在照明光会聚点设圆孔滤波器F.

图6

本实验物屏中央是透光的“光”字与细网格叠加在一起，网格空间频率约为10条/mm，调P、Q位置，使Q上有清晰的放大像，能看清其网格结构.

②观察F面上频谱分布，可以看到排成十字形的点阵.改变F上圆孔，逐步缩小，在圆孔直径≥lmm时(可以通过多个光点)，仍可看到像中有网格结构，而换到O.5mm直径圆孔时，只允许中央亮点通过，则在Q面上看到了没有网格的“光”字.这是因为“光”的空间频率低，就集中在光轴附近很小范围内.可见小圆孔起到只通过低频的作用.

在更换圆孔时，要特别细心，光轴必须严格穿过小圆孔圆心，才能有良好的实际效果，否则可能“光”字不完整.如试验一段时间未能奏效，可以改用下法：把字屏P移走，把F屏上O.5mm圆孔移在中央，然后细心地用手上下移动圆孔，左右调节滑块座上微动螺旋及前后推移滑块位置，同时观察Q上衍射花样以决定如何移动小圆孔，直到最后出现大而均匀的光斑，再插入物屏P，像屏Q上必有清晰字样(不带网格).因为此时光束会聚点正好在小圆孔圆心上.

把小圆孔移到中央亮点以外的亮点上，在Q屏上仍能看到不带网格的“光”字，只是较暗淡一些.这说明当物为“光”与网格的乘积时，其傅里叶谱是“光”的谱与网格的谱的卷积，因此每个亮点周围都是“光”的谱，再作傅里叶变换就还原成“光”字.这就演示了傅里叶变换的乘积定理.

(2)用调制产生假彩色

①类似于通信技术中把信号与载波相乘以调制振幅与位相，便于发送;光学信息处理中把图像(信号)与空间载频(光栅)相乘，也起到调制作用，便于进行处理.

本实验中所用的物是由方向不同的一维光栅组合而成的(图7).用激光束照射不同部位，就可在其后看到不同取向的衍射光线.光栅空间频率约为100条/mm，三组光栅取向各相差600。

图7

②按图8(a)布置光路，S为溴钨灯，L1起聚光作用，在L1后聚光亮点处设滤波器F，注意使S、L1距离大于L1、F距离，以获得较小的亮点.物P紧靠在L1后，F后设L2，L2把P的像成在Q屏上，为了得到较亮的像，最好P、L2距离大于或等于L2、Q距离.

③观察F面频谱的特点：第一，由于输入图像由三个取向不同的光栅构成，每组光栅对应一个衍射方向，衍射光线所在平面垂直于光栅的取向.如把该方向频谱全部挡去，则输出面上相应区域光强就转为零，例如把水平方向的频谱挡去，可以看到像上天空呈黑暗.其余类推.第二，由于照明光是白光，根据光栅方程，每组频谱零频的各色光衍射角均为0，各色光的零级叠加在一起就呈白色;而在其余±1，±2，…级上，波长长的色光衍射角大，因此各级均呈现从紫(在内)到红(在外)的连续的光谱色.

图8

④如图9所示，再次仔细调整共轴，使白光亮点恰好射在滤波器中央F透光处，而六条光谱带恰好从六条狭长孔中穿过.然后用带有铜片的小磁块在屏上移动，使铜片上小孔处在一级谱的某种颜色上，该色光得以通过.使孔1、孔通过黄光，输出平面上天空部分就呈蓝色，同理让孔2与孔通过红光，孔3与孔通过绿光，相应就在输出像中出现红色的房子与绿色的草地.

图9

⑤用白纸在F屏后由近到远移动，观察各衍射级光点的颜色及光斑形状的变化情况，再次思考输入以上光栅取向、频谱面上变色光分布及所携带信息及输出谱形之间的关系.

⑥重新调整滤波孔位置，改变输出图像的色彩，这说明色彩是人为指定的而非天然色.

在实验过程中还有两点须注意：

第一，溴钨灯额定电压为12V，因此为延长使用寿命在调整光路时电压只放在6V左右，在上述第3项调整成功后，才把电压调整到lOV，以观察输出彩色效果，观察后随即把电压调低至6V然后再关电源.电压始终不得超过12V，并不准在12V时关掉电源，否则下次开电源的瞬间，极易烧断灯丝.

第二，光源S的开孔较大，射出的灯光经过光具座的反射，易在输出面Q处增添杂散光，干扰对彩色像的观察，可在P、F各屏的下方用黑纸挡去这些杂光.

【复习思考题】

1.从阿贝成像原理出发，要获得较高的成像分辨率可以采用什么办法?如在照明光波长、物镜孔径已确定后，增大目镜的放大率能否提高分辨率?

2.用惠更斯原理解释低通空间滤波实验中频谱上各次极大亮点均带有“光”字的频谱.在本实验中如滤波孔直径从0.5减小到5，试设想输出图像是什么样的?

3.在调制实验中，物面上没有光栅处原是透明的，像面上相应部位却是暗的，为什么?如果要让这些部位也是亮的，该怎么办，此时还能进行假彩色编码吗?

4.对透镜的功能有何新认识?

第五篇：模电课程设计报告——滤波器设计

滤波器的设计

——模拟电子电路课程设计报告

一：实验预习与查找资料：

1：滤波器是一种具有频率选择功能的电路，允许在一定的范围内的信号通过，对不需要的频率范围内的信号进行有效的抑制。滤波器在通信，信号处理，测控仪表等领域中有广泛的的应用。滤波器分数字滤波器和模拟滤波器，而模拟滤波器又分有源滤波器和无源滤波器。按滤波器的设计方案又分巴特沃思型，切尔雪夫型，椭圆函数型等等。

2：查找资料：《信号处理与滤波器的设计》，《电路与模拟电子学》，《模拟电子电路》等相关资料。

二：实验任务：

滤波器是限制信号的频率范围，用于提取有用信号、滤除噪声干扰信号、提高信噪比。 滤波器类型有无源滤波器和有源滤波器，其中又分为低通、高通、带通、带阻、全通等。滤波器的主要性能参数有：截止频率、下降速率、品质因素等。

1、要求完成原理设计并通过软件仿真部分

(1)低通滤波器电路，截止频率分别为300Hz、1KHz，衰减速率≥40dB/十倍频。 (2)高通滤波器电路，截止频率分别为300Hz、1KHz，衰减速率≥40dB/十倍频。 (3)带通滤波器，频率范围300Hz~3400Hz，衰减速率≥40dB/十倍频。

(4)四阶椭圆形低通滤波器，带内起伏≤1dB，-3dB通带为50kHz，要求在200kHz处小于-50dB，-3dB通带误差不大于5%。

三：实验内容：

为满足设计要求：阻带衰减大于或等于40每10倍率。选择二阶即可满足要求。

1：二阶压控电压源低通滤波器：

A：截止频率为300HZ;

根据集成运放虚短虚断及电路结构，可导出传递函数的表达式为： A(S)=Uo(S)/Ui(S)= Ao*Wn*Wn/(s*s+Wn*s/Q+Wn*Wn)

Ao=1+R4/R3; Wn*Wn=1/R1R2C1C2 在设计参数时Q值分高Q值，中Q值，和低Q值。在本实验设计中取Q值为0。6 A0是电路的通带放大倍数，可在设计前选择，若实验结果不合理，再改变A0的值。 取 Q=0。6,A0=4， 通过以上公式可算出电路各元件参数的值,再通过仿真电路调整参数得出电路图如下:

在输入端接一电源,输出端接波特仪,显示滤波器的幅度频率特性如下:

图形分析: 在低频通带内为12.02DB,衰减3DB后为9.02DB.此时频率应该是300HZ,但是由于误差以及各方面的影响,从图中可以看出在9.223DB时截止频率为300.339HZ.此电路图可以再经过修改参数使得满足题目要求. 在高频截止段衰减达到了40DB每10倍率,符合题目要求.

B:截止频率为1000HZ : 设计过程同A: 通过公式得出各元件参数值,取Q=0。6，A0=2。通过仿真优化参数值得到电路图与波特图如下: 图形分析: 通带时为6DB,下降3DB后即3.055DB时频率为1000HZ.通带内起伏为0DB.此图有很大的误差,在通带到截止频率体现良好, 在高于1000HZ 到阻带截止频率衰减达到了40DB每10倍率.但是在很高频带内,由图可知出现了一高频不衰减带区,内起伏0DB.没有了衰减.所以此滤波器不符合要求,只因时间关系没有再修改.应该通过再修改参数使得在高频段都是衰减.

2二阶压控电压源高通滤波器：

A：截止频率为300HZ;

高通滤波器与低通滤波器具有对偶关系,只要把上面低通滤波器的电路图中的电阻,电容互换,就可以得到二阶压控电压源高通滤波器. 根据集成运放虚短虚断及电路结构，可导出传递函数的表达式为： A(S)=Uo(S)/Ui(S)= Ao*s*s/(s*s+Wn*s/Q+Wn*Wn)

Ao=1+R5/R4 Wn*Wn=1/R1R2C1C2 取 Q=0。6,A0=2,通过以上公式可算出电路各元件参数的值,再通过仿真电路调整参数得出电路图如下: 图形分析: 在通带内即高频段衰减为0DB,所以一直维持为6.10DB.衰减3DB时为3.10DB.此时为截止频率300HZ.图中在3.011DB时频率为312.651HZ.与理想的设计有一定的误差.阻带内衰减满足40DB每10倍率.此滤波器总的来说比较符合要求.

B:截止频率为1000HZ :

设计过程同A: 通过公式得出各元件参数值, 取Q=0。6,A0=2。通过仿真优化参数值得到电路图与波特图如下:

图形分析：低频段衰减大40DB每10倍率，满足设计要求。在通带内摔减为0DB，一直维持为6DB。衰减到3DB时频率为1。053KHZ。大体符合要求。但是在高频的通带内出现一衰减频段为8DB每10倍率。之后又变成一通频带。所以此滤波器有很大欠缺。需要进一步改进。

3：带通滤波器，频率范围300Hz~3400Hz，衰减速率≥40dB/十倍频。

带通滤波器是由一低通滤波器和一高通滤波器合成。

根据集成运放虚短虚断及电路结构，可导出传递函数的表达式为：

A(S)=Uo(S)/Ui(S)={ Ao* (1+s*s/W0*W0)}/(1+ s /W0*Q+ s*s/W0*W0)

Ao=1+R5/R4 W0=1/RC 取 Q=0。6,A0=2,通过以上公式可算出电路各元件参数的值,再通过仿真电路调整参数得出电路图如下: 图形分析：

本电路图是由两个运算放大器构成，其中第一段就是一个低通滤波器，第2段是一高通滤波器。

幅度频率特性图如下：

图形分析：带通的通带为300到3400HZ，通带为12。3DB。衰减3DB时为截止频率，图中有一定的误差，低频到9。246DB，FL=299。797HA。高频段衰减到9。248DB时 FH=3。464JKHZ。

4：圆形低通滤波器，带内起伏≤1dB，-3dB通带为50kHz，要求在200kHz处小于-50dB，-3dB通带误差不大于5%。

此滤波器的设计是通过滤波器设计软件，把要设计的参数调整好，如下图：

设计出来的电路图如下;

再连接而成，经过修改参数，调节波形而得下电路图：

四：报告总结与心得。

此次课程设计是我们第一次要求完成设计，仿真，优化，硬件，并写报告总结的。从次设计中学到了很多东西，过去学了模拟电路，但是并没有真正的去用运它。也在此次设计中发现了自己的缺点与不足，很多东西学完了就没有去用，而一旦用起来才发现自己好多好多东西不懂，学的只是课本上的东西，而且只是应付考试。通过这次设计让我明白考试只是一种形式，而不能真正的检测到一个人学到了什么东西，而要通过不断的实践，在实践中，动手中去学东西，去学好并掌握好东西。才能在以后的社会中用到，为以后的工作做好基础。一开始做，什么都不懂，后来漫漫的理解了很多东西。因为时间关系，做的很不理想，但是从中体会到的东西，我想在以后的课程设计中，我会运用到，并且尽自己最大的努力把它做好。