一、概述

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，變頻電源的普及，用戶設(shè)備對電網(wǎng)的影響也越來越大，因此電網(wǎng)諧波是大家普遍關(guān)注的問題。

　　對電網(wǎng)信號進行監(jiān)視時，需要進行高次諧波分析，一般采用離散傅里葉變換。但是部分信號可能包含全頻段的頻率成分，而測量儀器的采樣頻率不可能做到無窮大，因此需要采用抗混疊濾波器，在采樣頻率F一定的前提下，濾除掉高于F/2的頻率成分。這是為了最大程度的抑制或消除頻譜混疊對動態(tài)測控系統(tǒng)的影響，便于進行信號的諧波測量與分析。

　　抗混疊濾波器anti-alias filter是一個低通濾波器，用以在輸出電平中把混疊頻率分量降低到微不足道的程度。

　　動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)中為什么要使用抗混濾波器呢？大家都知道“奈奎斯特采樣定律”， 在對模擬信號進行離散化時，采樣頻率f2至少應(yīng)2倍于被分析的信號的最高頻率f1,即： f2≥2 f1；否則可能出現(xiàn)因采樣頻率不夠高，模擬信號中的高頻信號折疊到低頻段，出現(xiàn)虛假頻率成分的現(xiàn)象，稱之為：混疊。

二、基本原理

　　工程測量中采樣頻率不可能無限高也不需要無限高，因為一般只關(guān)心一定頻率范圍內(nèi)的信號成份。為解決頻率混疊，在對模擬信號進行離散化采集前，采用低通濾波器濾除高于1/2采樣頻率的頻率成份。實際儀器設(shè)計中，這個低通濾波器的截止頻率(fc)為：

　　截止頻率（fc）=采樣頻率（fs）/2．56

　　在進行動態(tài)信號測試中測量儀器必須具有抗混濾波功能，例如：在大型橋梁、高樓、機械設(shè)備等動態(tài)振動測試及模態(tài)分析中，信號所包含的頻率成份理論上是無窮的。例如：橋梁的模態(tài)理論上有無限多個，但我們只關(guān)心對振動貢獻最大的前幾階模態(tài)。如果不對振動的模擬信號進行低通抗混濾波，高階模態(tài)頻率很可能會混疊到低頻段，形成虛假的模態(tài)頻率，給模態(tài)參數(shù)識別帶來困難。

三、性能指標(biāo)

　　抗混濾波器一般指低通濾波器，但濾波器有低通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器、高通濾波器、高阻濾波器。濾波器的主要性能指標(biāo)以低通濾波器為例，理想的低通濾波器為矩形，但實際中是不可能實現(xiàn)的。衡量低通濾波器性能的指標(biāo)主要包括以下幾方面：

1.帶內(nèi)波紋度

　　通帶的幅值精度指標(biāo)，例如：帶內(nèi)波紋度為±0.1dB時，對幅值精度的影響約為±1%（這正是為什么一般的數(shù)采器幅值精度可以做到千分之幾，一般的數(shù)采器用很高的采樣頻率進行采集，不加低通濾波器)。

2.阻帶下降斜率

　　濾波器在截至頻率開始下降，下降斜率越大越好。一般采用每個倍頻程的下降分貝數(shù)衡量，例如：滿足工程測量需要的阻帶下降斜率約為-80dB/oct。

3.濾波器落差

　　帶通到帶阻差值的分貝數(shù)dB。

四、有關(guān)抗混疊濾波器的其它參考資料

　　外部鏈接：抗混疊濾波器設(shè)計問題探討

　　外部鏈接：采用抗混疊濾波器的高性能、12位、500MSPS寬帶接收機

　　站內(nèi)鏈接：濾波器

　　站內(nèi)鏈接：傅里葉變換

　　站內(nèi)鏈接：巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾濾波器的區(qū)別

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