|
2017年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題
自適應(yīng)濾波器（E 題） 【本科組】
一、任務(wù)
設(shè)計(jì)并制作一個(gè)自適應(yīng)濾波器，用來(lái)濾除特定的干擾信號(hào)。自適應(yīng)濾 波器工作頻率為 10kHz~100kHz。其電路應(yīng)用如圖 1 所示。
0.png (6.74 KB, 下載次數(shù): 100)
下載附件
2017-8-10 01:19 上傳
圖 1 自適應(yīng)濾波器電路應(yīng)用示意圖
圖 1 中，有用信號(hào)源和干擾信號(hào)源為兩個(gè)獨(dú)立信號(hào)源，輸出信號(hào)分 別為信號(hào) A 和信號(hào) B，且頻率不相等。自適應(yīng)濾波器根據(jù)干擾信號(hào) B 的 特征，采用干擾抵消等方法，濾除混合信號(hào) D 中的干擾信號(hào) B，以恢復(fù)有 用信號(hào) A 的波形，其輸出為信號(hào) E。
二、要求
1．基本要求
（1）設(shè)計(jì)一個(gè)加法器實(shí)現(xiàn) C=A+B，其中有用信號(hào) A 和干擾信號(hào) B 峰 峰值均為 1~2V，頻率范圍為 10kHz~100kHz。預(yù)留便于測(cè)量的輸 入輸出端口。
（2）設(shè)計(jì)一個(gè)移相器，在頻率范圍為 10kHz~100kHz 的各點(diǎn)頻上，實(shí)
現(xiàn)點(diǎn)頻 0°~180°手動(dòng)連續(xù)可變相移。移相器幅度放大倍數(shù)控制在
1±0.1，移相器的相頻特性不做要求。預(yù)留便于測(cè)量的輸入輸出 端口。
（3）單獨(dú)設(shè)計(jì)制作自適應(yīng)濾波器，有兩個(gè)輸入端口，用于輸入信號(hào) B 和 D。有一個(gè)輸出端口，用于輸出信號(hào) E。當(dāng)信號(hào) A、B 為正弦 信號(hào)，且頻率差≥100Hz 時(shí)，輸出信號(hào) E 能夠恢復(fù)信號(hào) A 的波形， 信號(hào) E 與 A 的頻率和幅度誤差均小于 10%。濾波器對(duì)信號(hào) B 的幅 度衰減小于 1%。預(yù)留便于測(cè)量的輸入輸出端口。
2．發(fā)揮部分
（1）當(dāng)信號(hào) A、B 為正弦信號(hào)，且頻率差≥10Hz 時(shí)，自適應(yīng)濾波器的 輸出信號(hào) E 能恢復(fù)信號(hào) A 的波形，信號(hào) E 與 A 的頻率和幅度誤 差均小于 10%。濾波器對(duì)信號(hào) B 的幅度衰減小于 1%。
（2）當(dāng) B 信號(hào)分別為三角波和方波信號(hào)，且與 A 信號(hào)的頻率差大于等 于 10Hz 時(shí)，自適應(yīng)濾波器的輸出信號(hào) E 能恢復(fù)信號(hào) A 的波形， 信號(hào) E 與 A 的頻率和幅度誤差均小于 10%。濾波器對(duì)信號(hào) B 的幅 度衰減小于 1%。
（3）盡量減小自適應(yīng)濾波器電路的響應(yīng)時(shí)間，提高濾除干擾信號(hào)的速 度，響應(yīng)時(shí)間不大于 1 秒。
（4）其他。
三、說(shuō)明
1．自適應(yīng)濾波器電路應(yīng)相對(duì)獨(dú)立，除規(guī)定的 3 個(gè)端口外，不得與移相 器等存在其他通信方式。
2．測(cè)試時(shí)，移相器信號(hào)相移角度可以在 0°~180°手動(dòng)調(diào)節(jié)。
3．信號(hào) E 中信號(hào) B 的殘余電壓測(cè)試方法為：信號(hào) A、B 按要求輸入， 濾波器正常工作后，關(guān)閉有用信號(hào)源使 UA=0，此時(shí)測(cè)得的輸出為殘 余電壓 UE。濾波器對(duì)信號(hào) B 的幅度衰減為 UE/UB。若濾波器不能恢 復(fù)信號(hào) A 的波形，該指標(biāo)不測(cè)量。
4．濾波器電路的響應(yīng)時(shí)間測(cè)試方法為：在濾波器能夠正常濾除信號(hào) B 的情況下，關(guān)閉兩個(gè)信號(hào)源。重新加入信號(hào) B，用示波器觀測(cè) E 信 號(hào)的電壓，同時(shí)降低示波器水平掃描速度，使示波器能夠觀測(cè) 1~2 秒 E 信號(hào)包絡(luò)幅度的變化。測(cè)量其從加入信號(hào) B 開(kāi)始，至幅度衰減
1%的時(shí)間即為響應(yīng)時(shí)間。若濾波器不能恢復(fù)信號(hào) A 的波形，該指標(biāo) 不測(cè)量。
四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計(jì)報(bào)告
| 項(xiàng) 目 | 主要內(nèi)容 | 滿分
| 系統(tǒng)方案
| 自適應(yīng)濾波器總體方案設(shè)計(jì)
| 4 | 理論分析與計(jì)算
| 濾波器理論分析與計(jì)算
| 6
| 電路與程序設(shè)計(jì)
| 總體電路圖 程序設(shè)計(jì)
| 4 | 測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果
| 測(cè)試數(shù)據(jù)完整性
測(cè)試結(jié)果分析
| 4
| 設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī) 范性
| 摘要
設(shè)計(jì)報(bào)告正文的結(jié)構(gòu) 圖表的規(guī)范性 | 2 | 合計(jì)
| 20
|
0.png (17.86 KB, 下載次數(shù): 96)
下載附件
2017-8-10 01:26 上傳
2017年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽所有題目詳見(jiàn)：
| 
QQ好友和群
QQ空間
騰訊微博
騰訊朋友
收藏
淘帖
頂
踩
來(lái)自 7#
