滤波器原理
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。
因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其
传输特性。因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网
络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率范围内，按其频域特性，
对所通过的信号进行变换与处理。
本文所述内容属于模拟滤波范围。主要介绍模拟滤波器原理、种类、
数学模型、主要参数、ＲＣ滤波器设计。尽管数字滤波技术已得到广泛应
用，但模拟滤波在自动检测、自动控制以及电子测量仪器中仍被广泛应用。带通滤波器二、滤波器分类
⒈根据滤波器的选频作用分类
⑴低通滤波器
从0～f2频率之间，幅频特性平直，它
可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰
减地通过，而高于f2的频率成分受到极大地
衰减。
⑵高通滤波器
与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅
频特性平直。它使信号中高于f1的频率成分
几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分
将受到极大地衰减。
⑶带通滤波器
它的通频带在f1～f2之间。它使信号中
高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地
通过，而其它成分受到衰减。
⑷带阻滤波器
与带通滤波相反，阻带在频率f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过。
低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器，例如：低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器，低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。
低通滤波器与高通滤波器的串联
低通滤波器与高通滤波器的并联⒉根据“最佳逼近特性”标准分类
⑴巴特沃斯滤波器
从幅频特性提出要求，而不考虑相
频特性。巴特沃斯滤波器具有最大
平坦幅度特性，其幅频响应表达式
为：
⑵切比雪夫滤波器
切贝雪夫滤波器也是从幅频特性方面提出逼近要求的，其幅频响应表达式为：
ε是决定通带波纹大小的系数，波纹的产生是由于实际滤波网络中含有电抗元件；T n是第一类切贝雪夫多项式。
与巴特沃斯逼近特性相比较，这种特性虽然在通带内有起伏，但对同样的n值在进入阻带以后衰减更陡峭，更接近理想情况。ε值越小，通带起伏越小，截止频率点衰减的分贝值也越小，但进入阻带后衰减特性变化缓慢。切贝雪夫滤波器与巴特沃斯滤波器进行比较，切贝雪夫滤波器的通带有波
纹，过渡带轻陡直，因此，
在不允许通带内有纹波的情
况下，巴特沃斯型更可取；
从相频响应来看，巴特沃斯
型要优于切贝雪夫型，通过
上面二图比较可以看出，前
者的相频响应更接近于直
线。
⑶贝塞尔滤波器
只满足相频特性而不关心幅频特性。贝
塞尔滤波器又称最平时延或恒时延滤波器。
其相移和频率成正比，即为一线性关系。但
是由于它的幅频特性欠佳，而往往限制了它
的应用。
二、理想滤波器
理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器，其通带和阻带之间有明显的分界线。也就是说，理想滤波器在通带内的幅频特性应为常数，相频特性的斜率为常值；在通带外的幅频特性应为零。
理想低通滤波器的频率响应函数为:
其幅频及相频特性曲线为：
分析上式所表示的频率特性可知，该滤波器
在时域内的脉冲响应函数h（t）为sinc函数，图形如下图所示。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸，从图中可以看出，在t=0时刻单位脉冲输入滤波器之前，即在t<0时，滤波器就已经有响应了。显然，这是一种非因果关系，在物理上是不能实现的。这说明在截止频率处呈现直角锐变的幅频特性，或者说在频域内用矩形窗函数描述的理想滤波器是不可能存在的。实际滤波器的频域图形不会在某个频率上完全截止，而会逐渐衰减并延伸到∞。
三、实际滤波器
⒈实际滤波器的基本参数
理想滤波器是不存在的，在实际滤波器的幅频特性图中，通带和阻带之间应没有严格的界限。在通带和阻带之间存在一个过渡带。在过渡带内的频率成分不会被完全抑制，只会受到不同程度的衰减。当然，希望过渡带越窄越好，也就是希望对通带外的频率成分衰减得越快、越多越好。因此，在设计实际滤
波器时，总是通过各种方法使其尽量
逼近理想滤波器。
如图所示为理想带通（虚线）和
实际带通（实线）滤波器的幅频特性。
由图中可见，理想滤波器的特性只需
用截止频率描述，而实际滤波器的特
性曲线无明显的转折点，两截止频率
之间的幅频特性也非常数，故需用更
多参数来描述。
⑴纹波幅度d
在一定频率范围内，实际滤波器的幅频特性可能呈波纹变化，其波动幅度d与幅频特性的平均值A0相比，越小越好，一般应远小于-3dB。
⑵截止频率f c
幅频特性值等于0.707A0所对应的频率称为滤波器的截止频率。以A0为参考值，0.707A0对应于-3dB点，即相对于A0衰减3dB。若以信号的幅值平方表示信号功率，则所对应的点正好是半功率点。
⑶带宽B和品质因数Q值
上下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽，或-3dB带宽，单位为Hz。带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力——频率分辨力。在电工学中，通常用Q代表谐振回路的品质因数。在二阶振荡环节中，Q值相当于谐振点的幅值增益系数，Q=1/2ξ（ξ——
阻尼率）。对于带通滤波器，通常把中心频率f0（）和带宽B之比称为滤波器的品质因数Q。例如一个中心频率为500Hz的滤波器，若其中-3dB带宽为10Hz，则称其Q值为50。Q值越大，表明滤波器频率分辨力越高。
⑷倍频程选择性W
在两截止频率外侧，实际滤波器有一个过渡带，这个过渡带的幅频曲线倾斜程度表明了幅频特性衰减的快慢，它决定着滤波器对带宽外频率成分衰阻的能力。通常用倍频程选择性来表征。所谓倍频程选择性，是指在上截止频率f c2与2f c2之间，或者在下截止频率f c1与f c1/2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量
或
倍频程衰减量以dB/oct表示（octave，倍频程）。显然，衰减越快（即W值越大），滤波器的选择性越好。对于远离截止频率的衰减率也可用10倍频程衰减数表示之。即［dB／10oct］。
⑸滤波器因数（或矩形系数）
滤波器因数是滤波器选择性的另一种表示方式，它是利用滤波器幅频特性的-60dB带宽与-3dB带宽的比值来衡量滤波器选择性，记作，即
理想滤波器=1，常用滤波器=1－5，显然，越接近于1，滤波器选择性越好。四、RC无源滤波器
在测试系统中，常用RC滤波器。因为在这一领域中，信号频率相对来说不高。而RC 滤波器电路简单，抗干扰性强，有较好的低频性能，并且选用标准的阻容元件，所以在工程测试的领域中最经常用到的滤波器是RC滤波器。
⒈一阶RC低通滤波器
RC低通滤波器的电路及其幅频、相频特性如下图所示
设滤波器的输入电压为e x，输出电压为e y，电路的微分方程为
这是一个典型的一阶系统。令=RC，称为时间常数，对上式取拉氏变换，有
或
其幅频、相频特性公式为：
分析可知，当f很小时，A(f)=1，信号不受衰减地通过；当f很大时，A(f)=0，信号完全被阻挡，不能通过。低通滤波器的上载止频率
⒉一阶RC高通滤波器
RC高通滤波器的电路及其幅频、相频特性如下图所示
设滤波器的输入电压为e x输出电压为e y，电路的微分方程为：
同理，令=RC，对上式取拉氏变换，有：
或
其幅频、相频特性公式为：
分析可知，当f很小时，A(f)=0，信号完全被阻挡，不能通过；当f很大时，A(f)=1，信号不受衰减的通过。
⒊RC带通滤波器
带通滤波器可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联，其电路及其幅频、相频特性如下图所示。
其幅频、相频特性公式为：
式中H1(s)为高通滤波器的传递函数，H2(s)
为低通滤波器的传递函数。有：
这时极低和极高的频率成分都完全被阻挡，不能通过；只有位于频率通带内的信号频率成分能通过。
下截止频率:
上截止频率:
应注意，当高、低通两级串联时，应消除两级耦合时的相互影响，因为后一级成为前一级的“负载”，而前一级又是后一级的信号源内阻。实际上两级间常用射极输出器或者用运算放大器进行隔离。所以实际的带通滤波器常常是有源的。有源滤波器由RC调谐网络和运算放大器组成。运算放大器既可起级间隔离作用，又可起信号幅值的放大作用。
五、模拟滤波器的应用
模拟滤波器在测试系统或专用仪器仪表中是一种常用的变换装置。例如带通滤波器用作频谱分析仪中的选频装置；低通滤波器用作数字信号分析系统中的抗频混滤波；高通滤波器被用于声发射检测仪中剔除低频干扰噪声；带阻滤波器用作电涡流测振仪中的陷波器等。
用于频谱分析装置中的带通滤波器，可根据中心频率与带宽之间的数值关系，分为两种一种是带宽B不随中心频率而变化，称为恒带宽带通滤波器，如图所示，其中心频率处在任何频段上时，带宽都相同；
另一种是带宽B与中心频率的比值是不变的，称为恒带宽比带通滤波器，如图所示，其中心频率越高，带宽也越宽。
一般情况下，为使滤波器在任意频段都有良好的频率分辨力，可采用恒带宽带通滤波器（如收音机的选频）。所选带宽越窄，则频率分辨力越高，但这时为覆盖所要检测的整个频率范围，所需要的滤波器数量就很大。因此，在很多时候，恒带宽带通滤波器不一定做成固定中心频率的，而是利用一个参考信号，使滤波器中心频率跟随参考信号的频率而变化。在做信号频谱分析的过程中，参考信号是由可作频率扫描的信号发生器供给的。这种可变中心频率的恒带宽带通滤波器被用于相关滤波和扫描跟踪滤波中。
恒带宽比带通滤波器被用于倍频程频谱分析仪中，这是一种具有不同中心频率的滤波器组，为使各个带通滤波器组合起来后能覆盖整个要分析的信号频率范围，其中心频率与带宽是按一定规律配置的。
假若任一个带通滤波器的下截止频率为f c1，上截止频率为f c2，令f c1与f c2之间的关系为：
f c1=2n f c1
式中n值称为倍频程数，若n=1，称为倍频程滤波器；n=1/3，则称为1/3倍频程滤波器。滤波器的中心频率f0取为几何平均值，即：
根据上述两式，可以得：
则滤波器带宽：
如果用滤波器的品质因数Q值来表示，则有：
故倍频程滤波器，若n=l，则Q=1.41；若n=1/3，则Q=4.38；若n=1/5，则Q=7.2。倍频数n值越小，则Q值越大，表明滤波器分辨力越高。根据上述关系，就可确定出常用倍频程滤波器的中心频率f0和带宽B值。
为了使被分析信号的频率成分不致丢
失，带通滤波器组的中心频率是倍频程关
系，同时带宽又需是邻接式的，通常的做
法是使前一个滤波器的一3dB上截止频率
与后一个滤波器的一3dB下截止频率相一
致，如图所示。这样的一组滤波器将覆盖
整个频率范围，称之为“邻接式”的。
下图表示了邻接式倍频程
滤波器，方框内数字表示各个带
通滤波器的中心频率，被分析信
号输入后，输入、输出波段开关
顺序接通各滤波器，如果信号中
有某带通滤波器通频带内的频
率成分，那么就可以在显示、记
录仪器上观测到这一频率成分。
六、思考题
(1) 已知理想波形器
试求，当函数通过到滤波形后的：
1）时域波形
2）频谱
3）为什么说该滤波器的是非因果系统
(2) 试求调幅信号x a(t)=(1+cost)cos100t通过带通滤波器时的输出信号y a(t)及其频谱Y a(w)。带通滤波形的传输特性为:
(3) 调幅波是否可以看做为是载波与调制信号的叠加，为什麽？
(4) 什麽是滤波器的品质因数？它与滤波器频率分辨力有何关系？
(5) 请用一阶RC低通滤波器和RC高通滤波器构成RC带阻滤波器，画出其电路图。
(6) 已知调制信号是幅值为10，周期为１秒的方波信号，载波信号是幅值为１，频率为10Hz 正弦波信号。
1)画出已调制波的波形
2)画出已调制波的频谱
(7) 什麽是调制，调制的目的是什麽？
(8) 调频信号与调幅信号有何相同之处？有何不同之处？
(9) 低通、高通、带通、带阻滤波器各有什麽特点，画出它们的理想幅频特性图。
(10) 用Signal VBScript编程，产生习题6的已调制波信号波形，然后再画出同步解调时低通滤波前的波形。
滤波器的主要参数（Definitions）： 中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。 截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。 通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽。 插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。 纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。 带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。 带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1。对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv>
滤波器原理 滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。 广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性。因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率范围内，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处理。 本文所述内容属于模拟滤波范围。主要介绍模拟滤波器原理、种类、数学模型、主要参数、ＲＣ滤波器设计。尽管数字滤波技术已得到广泛应用，但模拟滤波在自动检测、自动控制以及电子测量仪器中仍被广泛应用。带通滤波器 二、滤波器分类 ⒈根据滤波器的选频作用分类 ⑴低通滤波器 从0～f2频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰减地通过，而高于f2的频率成分受到极大地衰减。 ⑵高通滤波器 与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅频特性平直。它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。 ⑶带通滤波器 它的通频带在f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。 ⑷带阻滤波器 与带通滤波相反，阻带在频率f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过。 推荐精选
低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器，例如：低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器，低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。 低通滤波器与高通滤波器的串联 低通滤波器与高通滤波器的并联 ⒉根据“最佳逼近特性”标准分类 ⑴巴特 沃斯滤波 器 从幅频特 性提出要 求，而不 考虑相频 特性。巴 特沃斯滤 波器具有最大平坦幅度特性，其幅频响应表达式为： ⑵切比雪夫滤波 器 推荐精选
燃烧器工作原理及调整方法 窑头燃烧器对窑内熟料的煅烧有着举足轻重的作用，其性能好坏调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。合理调整燃烧器的外风、内风和中心风的蝶阀开度，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度，加强燃烧器高温气体的内、外，回流，强化一次风充分混合达到完全燃烧。但必须注意，内风不能调整太大，否则可能导致煤粉在着火前就已被稀释，这样反倒不利于着火，或者可能引起高温火焰，冲刷窑皮，导致窑皮脱落，不利于保护耐火砖。内风也不能调整过小，否则煤粉着火后不能很快与空气混合，就会导致煤粉反应速率降低，引起大量的一氧化碳不能及时地氧成二氧化碳，造成窑内还原气氛。另外：外风也不宜调整过大，否则会造成烧成带火焰后移，窑内窑尾部分结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象，外风也不要太小，否则不能产生强劲的火焰，不利于煅烧出好质量的熟料。因此应根据具体情况选择合理的操作参数，根据煤质的好坏、 细度、水分、二次风温度、窑内情况以及圣路易烧性的好坏而定，通过调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系，及燃烧器在窑口附近的合理位置，确定适宜的煅烧制度。 1.燃烧器的定位，许多公司的燃烧器采用“光柱法”定位，控制准确，但操作不方便。最好采用位置标尺在窑头截面上定位，一般
控制在窑头截面Ｘ轴稍偏右位置或稍偏第四象限的位置效果较好。在特殊工艺情况下可做少许微调。 2.火焰形状对煅烧的影响燃烧器设计的最佳火焰形状是轴流风和旋流风在（0.0）位置（此时各风道管通风量最大），这时的火焰形状完整而有力。燃烧器横向分布. 调整火焰的形状是通过调整各风道的通风截面积来实践的。在（0.0）位置时，轴流风和旋流风的通风截面积达到最大。火焰形状是通过旋流风和轴流风的相互影响、相互制约而得到，火焰形状的稳定是通过中心风来实现的，中心风的风量不能过大，也不能过小。一般中心风的压力应该控制在6-8KPa 之间比较理想，旋流风在24-26KPa，轴流风在23-25KPa，各风道的通风截面积不小于90%的情况下，对各参数进行调整。要想得到火焰形状的改变需要有稳定的一次风出口压力来维持，通过稳定燃烧器上的压力，改变各支管道的通风截面积来达到改变火焰形状的目的。具体火焰形状的变化。在调整火焰形状的时候，要杜绝走极端的现象，当火焰过粗的时候，此时也会很长、很软。当火焰过细的时候，火焰又会太短，烧成带要求火焰的形状完整、活泼、有力，这就需要我们长期的观察和总结经验。 3.煤质变化对火焰形状的影响： （1）当煤灰分变高时，煤粉的燃烧速度变慢，火焰变长，火焰燃烧带变长，应该：①提高二次风温度或利用更多的二次风，加强一次风和二次风与煤粉的混合程度；②降低煤粉的细度和水分；③改变轴
滤波器的主要参数 滤波器的主要参数（Definitions) 中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的中心频率f0，一般取f0=（f1+ f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。 截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。 通带带宽（BWxdB）：（下图）指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100%，也常用来表征滤波器通带带宽。 插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。 I=10lgPin/Pl
纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。 带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。 带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR＞1。对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR ＜1.5：1的带宽一般小于BW3dB，其占BW3dB的比例与滤波器阶数和插损相关。 回波损耗（Return Loss）：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝（dB）数，也等于|20Log10ρ|，ρ为电压反射系数。输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大。 阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标。该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好。通常有两种提法：一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB，计算方法为fs处衰减量As-IL；另一种为提出表征滤波器幅频响应与理想矩形接近程度的指标——矩形系数（KxdB＞1），KxdB=BWxdB/BW3dB，（X可
燃烧器 一、燃烧机的工作原理 符合燃烧机工作条件时，鼓风机马达开始转动，带动同轴的风扇叶转动，因离心力的原理，空气被高速旋转的叶轮送出，因蜗壳式的风机原理，送出的空气被吹向燃烧机的前方出口，在混合室内和进入的燃料充分混合（燃料分为燃气和燃油）。而风量的控制是由风门驱动器带动风门挡板来完成，有的燃烧机风量挡板安装在鼓风机的吸入口进行控制，有的燃烧机安装在鼓风机的吹出口设置风挡进行控制。 当采用气体燃料时，燃气经过控制阀进入混合室，与空气混合，利用控制阀的开度来控制燃气量的多少；当采用燃油为燃料时，燃料通过电磁阀、油管进入喷油嘴，由喷油嘴喷出雾化状的燃油，在混合室内与空气混合，被空气进一步吹散、雾化，再进入炉膛内燃烧。油路系统中有节流阀或控制燃油的压力，来改变喷嘴的出油量，控制火焰的大小。 燃烧机无论是燃油还是燃气，在和空气充分混合后，送入炉膛内燃烧，都必须有点火系统，在燃烧器上装有升压变压器，当初级通入电源后，变压器次级产生高压（8000~14000V），通过高压电缆送到打火电极上，点火电极击穿空气进行放电，形成电弧，点燃送入混合好的燃料。分为两种形式，一种是两根，当通电时两根点火棒之间放电；另一种是一根，通电时，点火棒对地放电。 燃烧器上装有空气压力继电器，它用来感受风机风量的大小。当风量达不到预先设定的要求时，压力继电器断开电路，燃烧器上程控器显示故障，停止燃烧，保证安全运行。压力继电器分为两种，一种是采用负压的方式，在风机的进风口处装有一根管，管接至负压空气继电器，利用鼓风机风速大，抽力形成负压，使负压继电器动作；另一种采用正压，安装在风机出风的方向，装有一根管，连接至正压空气压力继电器上，当风机鼓风时，有风进入正压空气继电器，形成一个压力，使继电器动作。 燃烧机上还装有火陷监视系统，俗称电眼，在点火前进行检测和在点火后进行火焰监控。在应该检测到火焰时，若检测不到火焰，则燃烧机程控器显示障，并切断燃料供应系统，防止爆燃。 二、燃油燃气燃烧器的构成 1、空气供给系统：鼓风马达、鼓风机叶轮、防护网、风门挡板。 2、燃气燃烧机供给系统：专用球阀、过滤器、调压阀、燃气操纵阀、压力 继电器、燃气蝶阀等。 3、燃油燃烧机供给系统：油泵、油管路、油用电磁阀、喷油嘴、油压控制 器、离合器等。 4、点火系统：高压点火变压器、高压点火线、点火电极等。 5、保护系统：火焰检测器、空气压力继电器、燃气压力继电器等。 6、进给系统：伺服马达。 三、燃油燃气燃烧器控制程序
燃烧器基本知识 燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其实现的功能可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。 一、送风系统 送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气，其主要部件有：壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、扩散盘。 1．壳体：是燃烧器各部件的安装支架和新鲜空气进风通道的主要组成部分。从外形来看可以分为箱式和枪式两种，大功率燃烧器多数采用分体式壳体，一般为枪式。壳体的组成材料一般为高强度轻质合金铸件。（如图1-1）顶盖上的观火孔有观察火焰作用 2．风机马达：主要为风机叶轮和高压油泵的运转提供动力，也有一些燃烧器采用单独电机提供油泵动力。某些小功率燃烧器采用单相电机，功率相对较小，大部分燃烧器采用三相电机，电机只有按照确定的方向旋转才能使燃烧器正常工作。有带动油泵及风叶作用，电机一般是2800转(如图1-2) 3．风机叶轮：通过高速旋转产生足够的风压以克服炉膛阻力和烟囱阻力，并向燃烧室吹入足够的空气以满足燃烧的需要。它由装有一定倾斜角度的叶片的圆柱状轮子组成，其组成材料一般为高强度轻质合金钢，所有合格的风机叶轮均具有良好的动平衡性能。 4．风枪火管：起到引导气流和稳定风压的作用，也是进风通道的组成部分，一般有一个外套式法兰与炉口联接。其组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢。有风速调节作用。5．风门控制器：是一种驱动装置，通过机械连杆控制风门档板的转动。一般有手动调节、液压驱动控制器和伺服马达驱动控制器三种，前者工作稳定，不易产生故障，后者控制精确，风量变化平滑。 6．风门档板：主要作用是调节进风通道的大小以控制进风量的大小。其组成材料有合金，合金档板有单片、双片、三片等多种组合形式。 7．扩散盘：又称稳焰盘，其特殊的结构能够产生旋转气流，有助于空气与燃料的充分混合，同时还有调节二次风量的作用。 二、点火系统 点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物，其主要部件有：点火变压器、点火电极、电火高压电缆。8．点火变压器：分电子式和机械（电感）式两种,是一种产生高压输出的转换元件，其输出电压一般为：2 5KV、2 6KV、2 7KV，输出电流一般为15~30mA。有EDI、丹佛斯、国产丹佛斯、飞达这几种。油机跟气机的区别是：油机一般两个头气机一般一个头。分电子式和机械式两种 9．点火电极：将高压电能通过电弧放电的形式转换成光能和热能，以引燃燃料。一般有单体式和分体式两种。一般点火针是用不锈钢材料耐800度高温，而我们用的是镍铬丝能耐1500度高温。注意点火棒不能与金属接触 10．电火高压电缆：其作用是传送电能。可以耐150万伏电压。 三、监测系统 监测系统的功能在于保证燃烧器安全的运行，其主要部件有火焰监测器、压力监测器、外接监测温度器等。11．火焰监测器：其主要作用是监视火焰的形成状况，并产生信号报告程控器。火焰检测器主要有三种：光敏电阻、紫外线UV电眼和电离电极。 A、光敏电阻：多用于轻油、重油燃烧器上，其功能和工作原理为：光敏电阻和一个有三个触点的火焰继电器相连，光敏电阻的阻值随器接收到的光的亮度而变化，接收到的光越亮，阻值就越低，当加在光敏电阻两端的电压一定时，电路中的电流就越高，当电流达到一定值时，火焰继电器被激活，从而使燃烧器继续向下工作。当光敏电阻没有感受到足够的光线时，火焰继电器不工作，燃烧器将停止工作。光敏电阻不适用于气体燃烧器。 B、电离电极：多用于燃气燃烧器上。程控器给电离电极供电，如果没有火焰，电极上的供电将停止，如果有火焰，燃气被其自身的高温电离，离子电流在电极、火焰和燃烧头之间流动，离子电流被整流成直流，
滤波器的主要参数概念介绍 滤波器的主要参数（DefiniTIons） 1. 中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的中心频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。 2. 截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC 处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。 3. 通带带宽（BWxdB）：（下图）指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。分数带宽（fracTIonal bandwidth）=BW3dB/f0100%，也常用来表征滤波器通带带宽。 4. 插入损耗（InserTIon Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。 5. 纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰- 峰值。 6. 带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。 7. 带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR＞1。对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR＜1.5：1的带宽一般小于BW3dB，其占BW3dB的比例与滤波器阶数和插损相关。 8. 回波损耗（Return Loss）：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝（dB）数，也等于|20Log10|，为电压反射系数。输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大。 9. 阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标。该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好。通常有两种提法：一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB，计算方法
燃油燃气燃烧器的各种分类 (1)燃烧器一般使用燃料可分为三种 1、燃气燃烧器 2、燃油燃烧器 3、油气两用燃烧器。 (2)按燃烧方法分类 1、扩散式燃烧器 燃烧所需的空气不预先与燃气混合一次空气系数 2、大气式燃烧器 燃烧所需的部分空气预先与燃气混合一次空气系数仪。 3、完全预混式燃烧器 燃烧所需的全部空气预先与燃气充分混合一次空气系数仅—。 (3)按调节方式来分，可分为： 1、单段火力：单段火力燃烧器是指燃烧器点火后，只有一级出力，出力大小不能调节; 2、两段火力调节：燃烧器有两级出力，点火后可以一级工作，当负荷大时，也可以使第二级投入运行，两级共同工作，这种燃烧器虽然出力大小可调整，但只能调节为两级，不是无级调节; 3、三段火力调节：调节为三级，也不是无级调节; 4、双段滑动式调节：类似比例调节，只能在大档位和小档位停留。 5、比例式调节：从最小出力直到最大出力，可连续调节，为无级调节。但最小负荷是有要求的，燃油燃烧器调节比为1：4，也就是最小负荷为25;燃气燃烧器调节比可达到1： 6、对于气体燃烧器而言，一般均是连续调节。 (4)按空气的供给方法分类 1、引射式燃烧器 空气被燃气射流吸入或燃气被空气射流吸入 2、自然供风式燃烧器 靠炉膛中的负压将空气吸入组织燃烧 3、鼓风式燃烧气 用鼓风设备将空气送入炉内组织燃烧。 (5)按燃气压力分类 1、低压燃烧器 燃气压力在5000Pa以下 2、高中压燃烧器 燃气压力在5000Pa至3×105Pa之间。 另外还有一些特殊功能的燃烧器如浸没式燃烧器、高速燃烧器和低燃烧器。 丹阳奇润机械制造有限公司是2004年成立的台商独资企业，地处江苏省丹阳市延陵镇蒯（读快）庄大队对面，占地6680平方米。资产总值1800万元，经过多年发展，形成了
燃烧器工作原理 ROTA2 是一种专用于新一代回转窑燃烧器的新型加热设备。这种设备具备ROTAFLAM 燃烧器的高动量以及调节简单的优点。 ?保持空气动量恒定的情况下，通过改变旋流器的轴向位置进行旋流调节。 ?通过燃烧器的进口压力控制动量。 与ROTAFLAM 类似，ROTA2 的设计方案源自锅炉专用型“GRC”型Pillard （Pillard 专利号No. 71.03504）燃烧器的设计、使用经验。其特点为： ?采用中央孔的旋流效应。 ?外部轴向气流。 总布局原理 粉末状燃料（煤、石油焦、褐煤、无烟煤）通道的总布局——下称煤粉通道——位于中心空气与单通道空气之间（带有一个轴向出口与一个径向出口）：?使火焰基部产生再循环空气漩涡，即使在回转窑冷态启动时这种状态也能保持良好的稳定性。 ?通过出口一次风流量使火焰宽度处于可控状态。 ?产生富燃火焰（按照空气动力学形式聚缩） 火焰中心达到这种状态后能够明显减少NOx 物质的形成。 轴向高动量原理 在外部轴向布置的一次风喷射口产生的强大脉冲激发下，可产生一个逐步与二次风混合的过程。这些轴向一次风喷口专用于在保持火焰直径可控的同时，优化二次风的吸收情况。 旋流调节原理 在保持一次风流量（因此，也可保持脉冲）恒定的情况下，通过特殊旋流调节器可调节火焰形状。
7.3 - 描述（图 1、2） ROTA2 燃烧器可在下列配置情况下工作： ? 采用粉末状燃料，如煤、石油焦、褐煤、无烟煤（包括一只点火枪） ? 采用油或者气体 ? 采用任何比例的混合燃料 ? 采用液体和/或固体替代燃料 根据燃料类型，ROTA 2 燃烧器通常用于消耗 7 – 11% 的纯一次风。消耗量将在燃烧器运行期间进行优化。 Rota 2 燃烧器包括： 图 1：燃烧器喷嘴 (1) 套管 (3) (2) (1)
油气燃烧器主要结构型式及运行性能 油气燃烧器是一种将油气燃料和空气按规定的比例、速度和混合方式送入炉膛进行及时着火和高效、清洁燃烧的装置。这种装置一般设有自动点火、火焰监视和自动调节装置的全自动燃烧器。目前我国工业炉窑领域采用的油气燃烧器绝大多数都是这种属于全自动燃烧器。 油气燃烧器是油气工业炉窑最重要的关键设备。按燃用的燃料可分为油燃烧器和燃气燃烧器；也有具备燃用两种不同燃料（燃油及燃气或两种不同的燃气）功能的双燃料燃烧器，如油气两用燃烧器等。 油燃烧器主要由油喷嘴（雾化器）和调风器等组成；燃气燃烧器则主要由燃气喷管或喷孔及调风器组成。 §3.1 燃烧器的基本要求[35] 为适应炉内燃烧过程的需要，确保锅炉等设备安全可靠、高效经济和低污染排放下运行，燃烧器应具有下列主要技术性能： （1）高的燃烧效率 为确保运行高的燃烧效率，对于燃油燃烧器要求在一定的运行调节范围内，具有良好的雾化性能即：燃料油经雾化后的油滴群中油滴粒度细而均匀，雾化角适当，油雾沿圆周的流量密度分布与配风一致，油雾与空气的混合良好等。 对于燃气燃烧器在额定燃气压力下，应能通过额定燃气量并将其充分燃烧，以满足锅炉额定热负荷的生产。 （2）合理地配风，保证燃料燃烧稳定、完全。 在雾化炬的根部应及时地供给适量空气，防止油气因高温缺氧而热解为碳黑；在燃烧气流出口处应形成一个大小适中，位置恰当的回流区，使燃料与空气处于较高的温度场中，以保证着火迅速及稳定；在燃烧的中后期要使空气与油雾混合迅速均匀，确保燃烧完全，并使燃烧烟气中生成的有害物质(CO、NO x 等)越少越好。 （3）燃烧火焰形状及长度应与炉膛相适应，火焰充满度好，火焰温度与黑度都应符合炉窑的要求。不应使火焰冲刷炉墙、炉底及出口窗处的对流受热面。（4）调节性能好。燃烧器应能适应炉窑负荷的调节需要，即在炉窑最低负荷至最高负荷之间，燃烧器都能稳定工作，不发生回火和脱火。 （5）喷嘴在雾化时所消耗的能量越少越好。 （6）调风装置的阻力小，运行噪声小。
燃烧器工作原理及调整方 法 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
燃烧器工作原理及调整方法 窑头燃烧器对窑内熟料的煅烧有着举足轻重的作用，其性能好坏调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。合理调整燃烧器的外风、内风和中心风的蝶阀开度，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度，加强燃烧器高温气体的内、外，回流，强化一次风充分混合达到完全燃烧。但必须注意，内风不能调整太大，否则可能导致煤粉在着火前就已被稀释，这样反倒不利于着火，或者可能引起高温火焰，冲刷窑皮，导致窑皮脱落，不利于保护耐火砖。内风也不能调整过小，否则煤粉着火后不能很快与空气混合，就会导致煤粉反应速率降低，引起大量的一氧化碳不能及时地氧成二氧化碳，造成窑内还原气氛。另外：外风也不宜调整过大，否则会造成烧成带火焰后移，窑内窑尾部分结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象，外风也不要太小，否则不能产生强劲的火焰，不利于煅烧出好质量的熟料。因此应根据具体情况选择合理的操作参数，根据煤质的好坏、细度、水分、二次风温度、窑内情况以及圣路易烧性的好坏而定，通过调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系，及燃烧器在窑口附近的合理位置，确定适宜的煅烧制度。 1.燃烧器的定位，许多公司的燃烧器采用“光柱法”定位，控制准确，但操作不方便。最好采用位置标尺在窑头截面上定位，一般
控制在窑头截面Ｘ轴稍偏右位置或稍偏第四象限的位置效果较好。在特殊工艺情况下可做少许微调。 2.火焰形状对煅烧的影响燃烧器设计的最佳火焰形状是轴流风和旋流风在（）位置（此时各风道管通风量最大），这时的火焰形状完整而有力。燃烧器横向分布. 调整火焰的形状是通过调整各风道的通风截面积来实践的。在（）位置时，轴流风和旋流风的通风截面积达到最大。火焰形状是通过旋流风和轴流风的相互影响、相互制约而得到，火焰形状的稳定是通过中心风来实现的，中心风的风量不能过大，也不能过小。一般中心风的压力应该控制在6-8KPa之间比较理想，旋流风在24-26KPa，轴流风在23-25KPa，各风道的通风截面积不小于90%的情况下，对各参数进行调整。要想得到火焰形状的改变需要有稳定的一次风出口压力来维持，通过稳定燃烧器上的压力，改变各支管道的通风截面积来达到改变火焰形状的目的。具体火焰形状的变化。在调整火焰形状的时候，要杜绝走极端的现象，当火焰过粗的时候，此时也会很长、很软。当火焰过细的时候，火焰又会太短，烧成带要求火焰的形状完整、活泼、有力，这就需要我们长期的观察和总结经验。 3.煤质变化对火焰形状的影响： （1）当煤灰分变高时，煤粉的燃烧速度变慢，火焰变长，火焰燃烧带变长，应该：①提高二次风温度或利用更多的二次风，加强一次风和二次风与煤粉的混合程度；②降低煤粉的细度和水分；③
电磁场与微波技术 课程设计报告 课程题目：低通滤波器的设计与仿真姓名： 指导老师： 系别：电子信息与电气工程系专业：通信工程 班级： 学号： 完成时间：
低通滤波器的设计与仿真 摘要：微波滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。它的主要作用是抑制不需要的信号, 使其不能通过滤波器, 只让需要的信号通过。在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。微带电路具有体积小，重量轻、频带宽等诸多优点，近年来在微波电路系统应用广泛，其中用微带做滤波器是其主要应用之一。 关键词：ads；微带线；低通滤波器
一、设计思路 1、设计要求：截止频率：1.1GHz，通带内波纹小于0.2dB，在 1.21GHz 处具有不小于 25dB 的带外衰减。 2、方案选择 利用椭圆函数滤波器设计并仿真，经过优化后，结果调出来的波形能达到指标，但波形会形成带阻波形，只能实现在一定范围内低通。所以不选。 利用切比雪夫滤波器设计并仿真，经过优化调试后可用。 3、设计法案 首先用 LC 设计低通滤波器集总参数模型当频率工作在高频时，要用微带线代替 LC 元件。高阻抗微带线代替串联电感，低阻抗微带线代替并联电容。一般取 Zhigh=120Ω，Zlow=20Ω。在输入和输出加上 50Ω微带线。然后根据设计要求通过 ADS 自带的Linecalc 计算转换过来的微带线长和宽。在进行设计时，主要以滤波器的 S 参数作为优化目标进行优化仿真。 S21（S12） S（表示传输参数，滤波器的通带，阻带的位置以及衰减，起伏全部表现在 S21（S12）随频率变化的曲线上。S11（S22）参数是输入、输出端口的反射系数，由它可以换算输入输出的电压驻波比。如果反射系数过大，就会导致反射损耗过大，影响系统的后级匹配，使系统性能下降。 板材设置：H（基板厚度）=0.8mm，Er（基板相对介电常数）=2.2，Mur （磁导率）=1，Cond（金属电导率）=1E+50，Hu（封装高度）=1E+033mm，T （金属层厚度）=0.01mm，TanD （损耗角正切）=0。 二、仿真过程及电路原理图、版图、S 参数等 经过ADS软件的仿真和折中，以下就以相对比较好的方案为例介绍详细过程以及电路和版图仿真的情况。
烧嘴的分类知识 1、燃油烧嘴 1.1 按雾化方法分类 1.1.1 压力雾化烧嘴 压力雾化烧嘴是靠燃油自身的压力转化为喷射动能，通过液膜或液柱受空气的剪切扰动而使燃油雾化。这种烧嘴的优点是结构简单、运行成本低。缺点是当负荷变小时雾化颗粒度及平均尺寸迅速增加燃烧效率降低且小流量烧嘴易堵赛和结焦。 1.1.2 机械雾化烧嘴 机械雾化烧嘴是将燃油的机械能转化为雾化能量，常见机械雾化烧嘴是转杯式雾化烧嘴。此类烧嘴对机械能要求较高，一般要求非常高的转速才能雾化所需的剪切力。 1.1.3 气动雾化烧嘴 气动雾化烧嘴是利用空气或蒸气的高速运动对液膜或液柱进行撞击、剪切、旋转。气液两相产生相对高的相对速度来实现破碎雾化。气动雾化烧嘴的优点是调节范围广、雾化性能好。它的主要缺点是： （1）雾化能量利用率低 （2）雾化气用量大 （3）对于高粘度的重柴油、重渣油、水煤浆不能高效燃烧的要求 1.1.4 气泡雾化烧嘴 气泡雾化在国际上被称为第三代雾化技术，这种烧嘴是在特殊结构的通道中注入压缩空气或蒸气，使之在燃油中形成数量巨大的气泡，气泡经运动、变形、加速等一系列过程后至烧嘴出口处破碎，从而形成液滴非常小、尺寸均匀度大的液雾。它具有以下特点： （1）气泡雾化烧嘴主要克服燃油表面张力来雾化 （2）所需雾化能量少 （3）雾化颗粒细、尺寸平均度高 1.2 以其他标准分类 1.2.1 按油流与雾化介质的相对流向分类 （1）直流式：油流与雾化介质的相对流向是接近平行 （2）涡流式：油流与雾化介质的相对流向是切向方向 （3）交流式：油流与雾化介质的相对流向是以一定角度 1.2.2 按油流与雾化介质的相对作用次数来分类 （1）一级雾化：油流与雾化介质的相对作用次数是一次 （2）二级雾化：油流与雾化介质的相对作用次数是二次 （3）多级雾化：油流与雾化介质的相对作用次数是多次 1.2.3 按油流与雾化介质的相对作用位置来分类 （1）外混式：油流与雾化介质的相对作用位置是烧嘴出口外面 （2）内混式：油流与雾化介质的相对作用位置是烧嘴出口里面 2、燃气烧嘴的分类 2.1 按燃烧方式分类 2.1.1 非预混式烧嘴 非预混式烧嘴又称为长焰烧嘴。它的燃烧方式是煤气与空气不预先混合，而是分别送入燃烧室或窑内进行混合燃烧。它的特点是：
燃烧器的作用 燃烧器是煤粉炉燃烧设备的主要组成部分，它的作用是把煤粉和燃烧所需的空气送入炉膛，合理地组织煤粉气流，并良好地混合，促使燃料迅速而稳定地着火和燃烧。 一个良好的燃烧器应具备的确良基本条件是： （1）一二次风出口截面应保证适当的一二次风风速比； （2）出口气流有足够的扰动性，使气流能很好地混合； （3）煤粉气流的扩散角，能在一定范围内任意调节，以适应煤种变化的需要；（4）沿出口截面煤粉的分布应均匀； （5）结构应简单、紧凑，通风阻力应小。 旋流式燃烧器 １、旋流式燃烧器的工作原理 旋流式燃烧器由圆形喷口组成，燃烧器中装有各种型式的旋流发生器（简称旋流器）。煤粉气流或热空气通过旋流器时，发生旋转，从喷口射出后即形成旋转射流。利用旋转射流，能形成有利于着火的高温烟气回流区，并使气流强烈混合。 射出喷口后在气流中心形成回流区，这个回流区叫内回流区。内回流区卷吸炉内的高温烟气来加热煤粉气流，当煤粉气流拥有了一定热量并达到着火温度后就开始着火，火焰从内回流区的内边缘向外传播。与此同时，在旋转气流的外围也形成回流区，这个回流区叫外回流区。外回流区也卷吸高温烟气来加热空气和
煤粉气流。由于二次风也形成旋转气流，二次风与一次风的混合比较强烈，使燃烧过程连续进行，不断发展，直至燃尽。 ２、旋流式燃烧器的类型 按照旋流器的结构，旋流式燃烧器可分为蜗壳式、轴向叶片式、切向叶片式三大类，常用的有以下几种： 单蜗壳式 蜗壳式 双蜗壳式 三蜗壳式 旋流式燃烧器轴向叶轮式 单调风 双调风 ３、双调风旋流式燃烧器 双调风旋流式燃烧器是在单调风燃烧器的基础上发展出来的。双调风式燃烧器是把燃烧器的二次风通道分为两部分，一部分二次风进入燃烧器的内环形通 图4-20 双调风旋流燃烧器
电子电路设计实践 设计题目：二阶低通滤波器 系别：电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气一班姓名： 学号：201151 指导教师：张全禹 时间：2013年4月13日 绥化学院电气工程学院
目录 第一章设计任务与要求 1.1 设计任务 1.2 设计要求 第二章设计方案 2.1 总方案设计 2.1.1 方案框图 2.1.2 子框图的作用 2.1.3 方案选择 第三章设计原理与电路 3.1 单元电路的设计 3.1.1 原理图设计 3.1.2 滤波器的传输函数与性能参数 3.2 元件参数的计算 二阶低通滤波器 3.3 元器件选择 3.4 工作原理 第四章电路的组装与调试 Proteus仿真图 第五章设计总结 附录 元件清单
第一章 设计任务与要求 1.1 设计任务 设计一个二阶低通滤波器 1.2 设计要求 截止频率为f = 2KHz 第二章 设计方案 2.1 总方案设计 2.1.1 方案框图 图2.1.1 RC 有源滤波总框图 2.1.2 子框图的作用 1.RC 网络的作用 RC 网络起着滤波的作用，滤掉不要的信号,通常由电阻和电容组成。 2.放大器的作用 电路中运用同相输入运放，输入阻抗高，输出阻抗很低。 3.反馈网络的作用 将输出信号的一部分或全部通过反馈网络(分正、负反馈)返回给输入端。 2.1.3 方案选择 一个理想的滤波器应在要求的通带内具有均匀而稳定的增益，而在通带以外 则具有无穷大的衰减。然而实际的滤波器则一定差异，为此利用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。 用运算放大器和RC 网络组成的滤波器可以免除电感的非线性特性、磁场屏蔽、损耗、体积和重量过大等缺点。运算放大器的增益和输入电阻高，输入电阻 RC 网络 反馈网络 放大器
各种燃气燃烧器工作原理及简介 气体燃烧器 气体燃烧器种类较多 , 以下按空气供给方式介绍几种工业锅炉上应用较多的燃烧器。 1. 自然供风燃烧器 如图 3-45 所示 , 按炉膛形状可以选择圆形或矩形燃烧 器 , 低压燃气通过管子上的火孔流出 , 与空气事先元预混合 , 是一次空气系数α l=0 的扩散燃烧方式 , 因 而也称为扩散文燃烧器。 这种燃烧器燃烧稳定 , 运行方便 , 而且结构简单 , 可以利用 300~400Pa 的低压燃气。但炉膛过量空气系数较大 , α= 、 1.2~1.6; 排烟热损失 q2 和气体不完全燃烧热损失 q3 偏大 ; 火焰较长 , 要求炉膛容积大 ; 燃烧速度低 , 只用于很小容量的锅炉。 2. 引射式燃烧器
它的种类繁多。按燃烧方式分 , 它有部分空气预混合的本生燃烧方式和空气预混合的无焰燃烧方式两种。 所用的引射介质可以是空气 , 也可以是一定压力的燃气 , 前者需要鼓风装置。 (1) 大气式引射燃烧器 如图 3-46 所示。燃气以一定流速自喷嘴进入引射器 , 在引射器的缩口处将一次空气 ( α1=0.45~0.65) 引入 , 两者经混合后流向燃烧器头部 , 由直径为 2~10mm 的火孔流出 , 以本生火焰形式燃烧。这种燃烧器也只用于小型锅炉 , 它适用于各种低压燃气 , 而且不需要鼓风装置。但热负荷太大 , 结构笨重。 (2) 空气引射式燃烧器
如图 3-47 所示。压头为 5000~600OPa 的空气经喷嘴通过引射器的缩口处时 , 形成负压 , 把低压的燃气从四个管孔吸人 , 两种气体在混合管中混合形成均匀的气体混合物 , 它流向火孔出口 , 并在与出口处相连接的稳焰火道中燃烧。图中所示的燃烧器是与全部燃烧空气预混合的无焰燃烧器 , 炉膛出口过量空气系数小 , 燃烧强度高 , 但需要鼓风装置 , 耗电大 , 适用于带有空气预热器的阻力较大的正压锅炉。 3. 鼓风式燃烧器鼓风式燃烧器一般由分配器、燃气分流器和火道组成。种类较多 , 常用的有旋流式和平流式两 种。 这两类燃烧器的配风器与燃油燃烧器基本相似 , 燃气分流器的基本形式为单管式和多管式。其结构简单。燃烧形成的火焰特征与通常旋流式和直流式燃油燃烧器也相似 , 这里不再一一叙述。以下列举一种常用的燃气燃烧 器的例子。图 3-48 是周边供气蜗壳式燃烧器。
数字滤波器总结 设计数字滤波器时，应充分利用成熟的软件工具，避免复杂的人工计算。Matlab便是这样的一个软件，它集成了FDAtool（filter design & analysis tool）工具，这是Matlab信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具。FDAtool可以设计几乎所有的常规滤波器，包括FIR 和IIR。它操作简单，方便灵活。 一、那么，打开FDAtool的方法有两种，第一种是在Matlab中键入“fdatool”（大小写均可），即可打开FDAtool的界面；另一种是在Matlab工作环境的左下角依次点开Start—Toolboxes—Filter Design—Filter Design & Analysis Tool(fdatool)。此外，还可以在simulink中将FDAtool模块放入仿真模型中，其位置在Signal Processing Blockset—Filtering—Filter Implementations—Digital Filter Design。下面用两个实例来说明如何在Simulink中设计滤波器。（一）、低通滤波器的设计 模型如下所示： 其中，Sine Wave是幅值为10，频率为10Hz的正弦波，Sine Wave1也是幅值为10，但频率是1000Hz的正弦波。因为数字滤波器的采样时间是离散的，故在Digital Filter Design前端加Zero-Order Hold模块，其采样周期为1e-4。Digtal Filter Design设置为FIR型低通滤波器、采用窗函数设计，窗类型为Blackman，指定其阶数为30（则实际的阶数将会是31），设置采样频率为10000Hz，设置截止频率是100Hz，其界面如下图所示：
第11章分布参数低通滤波器的仿真 当频率不高时，集总元器件滤波器工作良好，但当频率达到或接近GHz时，滤波器通常由分布参数元器件构成，这是由于两个原因造成的，其一是频率高时电感和电容应选的元器件值过小，由于寄生参数的影响，如此小的电感和电容已经不能再使用集总参数元器件；其二是此时工作波长与滤波器元器件的物理尺寸相近，滤波器元器件之间的距离不可忽视，需要考虑分布参数效应。 本章讨论由分布参数构成的低通滤波器，分布参数低通滤波器可以由阶梯阻抗低通滤波器或短截线低通滤波器实现，本章主要介绍利用ADS软件设计分布参数低通滤波器的方法。本章将首先给出分布参数低通滤波器的理论基础，然后讨论如何利用ADS软件设计、仿真、调谐与优化分布参数低通滤波器，针对微带线阶梯阻抗低通滤波器和短截线低通滤波器，本章将完成符合技术指标的滤波器原理图和布局图。 11.1 微带阶梯阻抗低通滤波器的仿真 阶梯阻抗低通滤波器也称为高低阻抗低通滤波器，它是一种结构简洁的电路，其由很高和很低特性阻抗的传输线段交替排列而成，结构紧凑，便于设计和实现。本节将给出符合技术指标的微带线阶梯阻抗低通滤波器原理图，并由原理图给出阶梯阻抗低通滤波器版图。 11.1.1 微带阶梯阻抗低通滤波器的理论基础 1．短传输线段的近似等效电路 阶梯阻抗低通滤波器是由特性阻抗很高或很低的短传输线段构成，短传输线段的近似等效电路需要讨论。一段特性阻抗为、长度为的传输线的Z矩阵为 一段传输线的网络参量与集总元器件T形网络的网络参量有等效关系，集总元器件T 形网络的构成如图11.1所示。 集总元器件T形网络的Z矩阵为
假定集总元器件T 形网络由电感和电容构成，如图11.2（a ）所示，若假定传输线有大的特性阻抗和短的长度（ ），一段短传输线与集总元器件T 形网络的等效关系为 若假定传输线有小的特性阻抗和短的长度（ ），一段短传输线与集总元器件T 形网络的等效关系为 2Z i1 1Z i2 3Z _ + + _ 1V 2V
（软件仿真性实验） 课程名称：通信系统仿真技术 实验题目：滤波器使用及参数设计指导教师：李海真 班级：15050243学号：21学生姓名：窦妍博 一、实验目的 1、学习使用SystemView中的线性系统图符； 2、掌握典型 FIR 滤波器参数和模拟滤波器参数的设置过程； 3、按滤波要求对典型滤波器进行参数设计。 二、实验任务 1、学会使用不同方式完成Z域系统传输函数的设计； 2、建立FIR高通、带通、带阻滤波器仿真系统和模拟高通、带通、带阻滤波器仿真系统。 三、实验内容（具体内容参照实验指导） 1、典型滤波器滤波性能演示仿真系统设计练习； 2、Z域系统传输函数的设计； 3、滤波器进行信号的分离，通过选择滤波器的种类，设置合适的带宽。 四、实验操作 1、用Systemview软件建立仿真系统
图1.1.1模拟滤波器系统仿真 图1.1.2FIR滤波器系统仿真
2、整个系统的各元件图符名称及参数设置 3、系统主要参数的设定 系统采样频率设置为10000Hz，采样点数设置为4096；正弦信号源幅度为1V，频率为10Hz 。 （一）FIR滤波器 低通滤波器通带内增益设为0dB，通带转折频率设为0.195（系统采样率为10000Hz，相对倍数0.002 倍即20Hz），截止频率设为0.18，截止带内增益设为－70dB。带内纹波0.1dB，最大叠代次数默认25。采用系统自动优化抽头数，选择自动优化“Enable”按钮 图1.2低通滤波器主要参数设定
图1.3 带阻滤波器主要参数设定 图1.4 带通滤波器主要参数设定
图1.5 高通滤波器主要参数设定（二）模拟滤波器 图1.6 低通滤波器主要参数设定
几种常见燃烧器的特点 为方便起见，按第一种分类叙述。 （一）扩散式燃烧器 空气在燃烧时供给，按空气供给方式，可分为自然供风式和鼓风式。自然引风式依靠自然抽力或扩散供给空气，多用于民用。 优点:a.燃烧稳定，不回火; b.结构简单，制造方便; c.操作简单，易于点火，无需鼓风; d.可利用低压燃气，燃气压力为200-400 Pa时，仍正常工作。 缺点:a.燃烧热强度低，火焰大，需较大燃烧室; b.容易产生不完全燃烧，经济性差; c.过剩空气系数大，燃烧温度低。 鼓风式扩散燃烧器，只是所需空气由动力风机供给，其它方式仍与白然引风式扩散烧器相似。 优点:a.结构紧凑，占地少; b.热负荷调节范围大，调节系数一般大于5; c.可预热燃气或空气，预热温度甚至可接近着火温度; d.要求燃气压力低; e.易实现燃气一煤粉、油一燃气混烧。 缺点:a.需鼓风，耗费电能; b.容积热强度较完全预混式小，火焰长，需大的燃烧室容积; c.本身不具备燃气与空气成比例变化的白动调节特性，最好配白动调节装置（二）大气式燃烧器 大气式燃烧器又称引射式预混燃烧器，应用十分广泛。其燃烧所需空气与燃气在燃气燃
烧前已有一定混合，燃烧同时又吸收扩散进来的空气。它由头部和引射器两部分组成。其工作原理是燃气在一定的工作压力下以一定流速从喷嘴喷出，依靠燃气动能产生的 引射作用吸入一次空气，在引射器内燃气与空气混合后，从排列在头部的火孔流出进 行燃烧。这种燃烧器的一次空气系数0
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