电容为什么能过滤波？多大的电容滤掉怎样的波呢？_百度知道
电容为什么能过滤波？多大的电容滤掉怎样的波呢？
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电容、顾名思义，是电的容器。以直流电源滤波为例：
在直流电源滤波电路中，电容的两个极并接在需要滤波的电路上，当电源电压向上波动而高于电容两端电压时，就会对电容充电(或叫电容吸收电流)，使向上的电压不再升高或升高缓慢；
当电源电压向下波动而低于电容两端电压时，电容就会对电路放电使电路电压不再向下波动或波动减慢。这一充一放就铲平高的填平低的，使电源输出平滑的直流电。
无论高频低频的滤波原理都一样，只是用的电容量容量不同而已。滤高频，用小电容，因为电容越小，充放(充满和放完)电时间就越短，对变化极慢的低频来说根本就不起作用。
滤低频，用大电容，因为电容越大，充放(充满和放完)电时间就越长，对变化极快的高频信号来不及反应。 老叔我不赞成电容能通交流隔直流的说法，因为这种说法将现象说成原理，会误导别人。
采纳率：78%
电容有通交流阻断直流的作用，因此可以先滤掉直流考虑到容抗Xc=1/(2πfC)频率越大，容抗越小，故电容具有通高频阻低频的特点 欢迎追问
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第6篇 宽带抗干扰技术.ppt 278页
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第6章 宽带抗干扰技术
6.1 扩频通信概述
直接序列(DS)扩频系统 6.3 跳频(FH)通信系统 6.4 跳时(TH)通信系统 6.5 混合扩展频谱系统 6.6 多载波正交频分复用（OFDM）调制与解调? 6.1 扩频通信概述
6.1.1 扩频通信的概念?
扩频通信就是扩展频谱(Spread Spectrum,SS)通信,它最初应用于军事导航和通信系统中。 到了第二次世界大战末期,通过扩展频谱的方法达到抗干扰的目的已成为雷达工程师们熟知的概念。 在随后的数年中,出于提高通信系统抗干扰性能的需要,扩频技术的研究得以广泛开展,并且出现了许多其他的应用,例如降低能量密度、 高精度测距、 多址接入等。 ?
传统的无线通信系统的射频信号带宽与信息本身带宽是可以相比拟的,如调幅信号所传送的话音信息,其信号带宽为话音信息带宽的两倍,电视的图像信息带宽虽然是几兆赫,但传输射频信号的带宽也只是信息带宽的一倍多,这些称之为窄带通信。 ?
调频信号的频谱包含有载波分量及无穷多的边频分量。 边频分量以间隔ωc对称分布在载频的两侧,具有一定带宽。 当调制指数mf=(Δω/ωm) >> 1时,调频信号为窄带； 当调制指数mf?>>?1时,调频信号为宽带。 ?
所谓扩频通信,是指系统所传输的信号被扩展至一个很宽的频带。 扩频通信所传递信息的信号带宽远远大于原始信息本身的带宽。 ?
通常规定： 如果信息带宽为 B,扩频信号带宽设为fss,则扩频信号带宽与信息带宽之比为fss /B,称为扩频因子。 ?
当fss/B=1～2,即射频信号带宽略大于信息带宽时,称为窄带通信； ?
当fss /B=50以上,即射频信号带宽大于信息带宽时,称为宽带通信；
当fss /B=50 =100以上,即射频信号带宽远大于信息带宽时,称为扩频通信。
本章研究的扩展频谱是指占用的传输带宽远大于传输同样信息所需的最小带宽的情形。 通常所说的扩频系统需要满足以下几个条件： ?
（1） 信号占用的带宽远远超出发送信息所需的最小带宽。
（2） 扩频是由扩频信号实现的,扩频信号通常称为编码信号,与数据无关。 ?
（3） 接收端解扩是将接收到的扩频信号与扩频信号的同步副本通过相关处理来完成的。? ?
标准的调制方式,如频率调制、 脉冲编码调制也扩展了原始信号的频谱,但它们并不完全满足上述条件,因此不能称为扩频系统。 扩频通信是用高速码元序列信号调制载波,把信号频谱扩展到更宽的频带,使被传输的信号幅度低于噪声电平,这就大大提高了通信的隐蔽性和抗干扰能力。
例如,高速码元序列的时钟为5MHz?,则fss =10 MHz；而信息基带为B=10 kHz?,则fss?/B＝1000。 也可以用各种码序列来控制产生载频的频率合成器的频率变化,使电台工作频率在一个较宽频带内随机跳变。 扩频通信是经过两次调制、 解调而实现的通信,除了必要的传统信息调制外,在高频信道中增加一次码控调制。 这样做是使信息被嵌在控制码中,其目的是?
（1）使电台不仅能传输语音信号,还可以传输数字信号； ?
（2）用数字码调制信息就可以进行信息加密；
（3）使传输信息的信号能量分散,这就大大提高了系统的抗干扰能力,增强了通信的隐蔽性； ?
（4） 码控二次调制解调过
程可以利用各种码型来进行选址通信,实现个人用户选择通信。?
6.1.2 扩频通信的特点?
1. 抗干扰能力强?
由于扩频系统利用了扩展频谱技术,在接收端对干扰频谱能量加以扩散,对信号频谱能量压缩集中,因此,在输出端就得到了信噪比的增益,这样的扩频通信机,可以在很小的信噪比情况下进行通信,甚至可在信号比干扰信号低得多的条件下实现可靠的通信。 这种“去掉干扰”能力的功能是扩频通信的主要优点之一,现分析如下：
（1） 当接收机本地解扩码与收到的信号码完全一致时,所需要的信号恢复到未扩频前的原始带宽,而其他任何不匹配的干扰信号被接收机扩散到更宽的频带,从而使落入到信息带宽范围的干扰强度被大大降低了,当通过窄带滤波器(带宽为信息带宽)时,就全部抑制了滤波器的带外干扰信号。
（2） 扩频系统的抗干扰性能决定于系统对信号与噪声功率的压缩和扩展处理的比值,该处理增益越大,则系统抗干扰能力就越强。 ?
（3） 系统对高斯白噪声干扰、 正弦波干扰(瞄准式干扰)、 邻码干扰以及脉冲干扰均有较强的抵抗能力,对多径效应的影响不敏感。 扩频系统对瞄准式干扰有独特的抵抗效能,这对于电子对抗是很有利的。 ?
扩频抗干扰系统的思想是这样的： 通信链路中有许多正交信号坐标点或维度可供选择,在任一时段只选用其中的一个很小的子集。
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> 如何进行降低电磁流量计的外部电磁干扰
如何进行降低电磁流量计的外部电磁干扰
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&电磁流量计的工作原理是基于法拉第的电磁感应原理，工业生产中的电力设施和电器设备又很多，必然会对于电磁流量计的电磁感应产生或多或少的影响，严重的可会影响到电磁流量计的准确测量。根据经验总结，电磁流量计的干扰源主要来自于工频电磁干扰、流体电化学干扰噪声和电源干扰噪声。目前电磁流量计主要采用低频或双频矩形波励磁技术、同步采样技术、输入保护、接地技术等来降低干扰。实际应用表明，这些技术有较好的抗干扰效果。有效地降低外部环境对于电磁流量计的干扰，对于保证流量计的稳定与精准的测量是一件非常重要的工作。本文就是介绍利用面板及智能终端进行电磁流量计参数设置和组态的方法，以及提高电磁流量计的电磁兼容性技术。　电磁流量计的测量过程不受被测介质温度、黏度、密度等因素影响，具有测量速度快、精度高、测量口径宽、输出线性度好，与被测介质不接触，耐腐蚀、抗磨损，流体压力损失小等优点，因而广泛应用于造纸厂纸浆、助剂、水等流体的测量。但是，电磁流量计也有其不足，传感器的输出感应电动势很小，容易受到外界电磁干扰，如何提高电磁流量计的电磁兼容性，使其能在恶劣的电磁环境正常使用是电磁流量计设计必须考虑的问题。文中以LD系列电磁流量计为例，结合编者的工程实践，介绍有关电磁流量计的使用并分析其电磁兼容性(EMC)。&　　1电磁流量计的工作原理　　电磁流量计的工作以电磁感应定律为基础，即当一个导体在电磁场中运动，并且运动方向垂直于电磁场时就会产生感应电动势，所产生的感应电动势的方向垂直于导体运动和电磁场运动的方向，感应电动势的大小与导体的运动速度和磁场的磁感应强度成正比。当导电流体以平均流速y(m／s)通过一根内径为D(m)的管子时，若管子内存在一个磁感应强度为曰(T)的磁场，那么就可产生一个垂直于磁场方向和流体流动方向的电动势E：　　E=DVB(V)(1)　　容积流量Q为：　　Q=,rrD2V／4(m&／s)(2)　　将式(2)代入式(1)并处理得：　　E=(4B／,rrO)&Q(V)(3)如果君和D是常数，那么从式(3)可看出，E与Q成正比。电磁流量转换器把电动势层放大并转换成标准的4&20mA的信号或脉冲信号，作为对应的流量信号输出。&　　2电磁流量计的参数设置方法及组态　　流量计的参数设置(组态)有两种方法，一是利用显示面板上的按键，二是利用手持智能终端。　　2.1使用面板进行参数设定　　ADMAGAE系列电磁流量计面板上常用的符号有：　　(1)RED(红)正常工作时不亮，有报警时闪烁；　　(2)定义符定义符用冒号&：&，表示所显示的数据正处于待设定状态；　　(3)单位显示显示流量单位；　　(4)显示数据显示流量数据、设定数据和报警的种类；　　(5)小数点表示数据中的小数点；　　(6)设定键这些键用来改变数据显示和设定数据的类型。数据显示类型共有3种：流量数据显示模式、设定模式、报警显示模式。　　2.1.1流量数据显示模式，　　流量数据显示模式表示的是瞬时流量值和累积流量值，ADMAGAE可显示12种类型的流量数据。进入流量显示模式用&dl&参数来改变显示项，详细设定可参考流量计用户手册。　　2.1.2设定模式　　设定模式用来检查参数内容和重写数据。只要按下&SET&键，可将该模式从正常的操作模式中调出。　　2.1.3报警显示模式　　当报警发生时，报警模式就会取代当前模式来显示发生报警的类型，但是这种情况只是发生在当前流量显示模式或设定模式中参数号被改变时(当正在该部数据项时，不显示报警)。　　2.2　BT智能终端设定　　具有智能通信功能的仪表可与智能终端通信。横河的智能终端有BTl00、BT200等型号，简称BT智能终端，它们采用BRAIN协议，将1个4-2mA、2.4kHz的调制信号迭加到4～20mA的模拟信号上用作信号传输。由于调制信号是交流信号，所以迭加不会影响模拟信号的数值。　　BT智能终端与流量计的连接有两种方式：一是直接与流量计端盖下面的BT端子相连，这种方式适用于现场调试或流量计不具备智能通信功能的情况；二是与4&20mA直流信号线连接，BT智能终端可以连接在从控制柜到流量计信号线的任何位置，大距离可达2km，只要保证整个回路的负载电阻在250&750Q之间，就可以可靠地通信。这种方式操作者不必去现场，在控制室就可对流量计进行设置和在线监测，是使用最多的一种方式。BT智能终端采用菜单式操作，可以随时显示和修改电磁流量计的各种参数，其基本的操作有流量计自检、量程调整、显示方式设置、报警设置等。　　2.3电磁流量计数据设定与组态电磁流量计是根据与流体流速相对应的微小电动势计算出体积流量并输出4～20mA的信号。为保证获得正确的信号，必须设定通径、流量量程和仪表系数3个参数，这3个参数中，通径和仪表系数早在仪表出厂前就设定好的，因此用户不能设定这两个参数。用户也可以在仪表出厂前将流量量程设定好，这种设定只有在用户要求改变量程时才可进行重新设定。&　　3电磁兼容性分析　　电磁流量计的工作以电磁感应定律为基础，产生的正比于被测流量的感应电动势通常很小，极易受到外界电磁干扰，而它本身产生的电磁干扰很小，因此电磁流量计的电磁兼容性主要体现在它如何在恶劣的电磁环境下正常工作。在恶劣的电磁环境下，电磁耦合静电感应是电磁流量计干扰噪声的主要来源；被测流体介质特性产生的电化学干扰噪声是电磁流量计干扰噪声的第二来源；电磁流量计供电电源的电压和频率波动等电源干扰噪声是电磁流量计干扰噪声的第三来源。为满足仪表的EMC要求，智能电磁流量计分别采用硬件和软件抗干扰技术?，以提高电磁流量计抗干扰能力。　　3.1工频干扰噪声的特点及电磁流量计抗干扰技术工频干扰噪声首先是由电磁流量计励磁绕组和流体、电极、放大器输入回路的电磁耦合形成，其二是电磁流量汁工作现场的工频共模干扰，其三是供电电源引入的工频串模干扰等，其产生的物理机理均是电磁感应原理。　　电磁流量计励磁绕组和流体、电极、放大器输入回路的电磁耦合产生的工频干扰对电磁流量计工作影响大，而且在不同的励磁技术下其表现的形态、特性不同，因而采取抗干扰措施也不同。在工频正弦波励磁磁场下，此种电磁耦合工频干扰噪声表现形式为正交干扰，又称为变压器电势，特点是干扰噪声幅值和工频正弦波励磁频率成正比，相位滞后流量信号电势90。，且幅值较流量信号电势大几个数量级旧&。直流励磁、低频矩形波励磁及双频矩形波励磁技术，可以基本消除正交干扰的影响。工频共模干扰和工频串模干扰这两种常见的干扰，主要是由于电磁屏蔽缺陷，分布电容耦合，电磁流量计接地不良等原因而产生，电磁流量计采用输人保护技术、高输入阻抗、高共模抑制比自举前置放大器技术以及重复接地技术等提高抗工频干扰的能力。ADMAGAE系列电磁流量计配有接地环，其作用是通过与液体接触，建立液体接地，确保基准电位与被测液体相同，并且保护流量计内衬。&　　3.2电化学干扰噪声的特点及电磁流量计抗干扰技术　　3.2.1电化学干扰噪声的特点　　(1)电化学极化电势干扰是由于电极感生电动势在两极极性不同而导致电解质在电极表面极化产生。虽然采用正负交变励磁磁场能显著减弱极化电势的数量级，但不能从根本上完全消除极化电势干扰。　　(2)泥浆干扰是在测量液固两相导电性流体流量时，固体颗粒或者气泡擦过电极表面时，电极表面的接触电化学电势突然变化，电磁流量传感器输出信号出现尖峰脉冲状干扰噪声。　　(3)流体流动噪声是在测量低导率液体(100IxS／cm以下)流量时，电极的电化学电势定期波动，产生随流量增加而频率增加的随机干扰噪声，具有类似泥浆干扰的1／f频谱特性。　　3.2.2电磁流量计抗电化学干扰技术电磁流量计在提高抗电化学干扰能力方面采取的措施主要是低频矩形波励磁和双频励磁技术。低频矩形波励磁既具有直流励磁技术不产生涡流效应、变压器效应(正交干扰)的特点，又具有工频正弦波励磁基本不产生极化效应，便于放大信号处理，而能避免直流放大器零点漂移、噪声、稳定性等问题的产生，有较好的抗干扰性能。　　低频矩形波励磁虽然具有优良的零点稳定性。但在测量泥浆、纸浆等含纤维和固体颗粒的液固两相导电性流体流量时无法克服泥浆干扰和流体噪声干扰。研究分析表明，泥浆干扰和流动噪声具有1／f的频谱特征。低频时幅值大，高频时幅值小，如果采用较高频率的低频矩形波励磁则能大大降低泥浆干扰的数量级。因此提高励磁频率有助于降低泥浆干扰和流动噪声，提高传感器输出信号的信噪比。综上所述，要保证电磁流量计的零点稳定性，好采用低频矩形波励磁；为了能较准确地测量液固两相导电性流体和低导电率流体的流量，又必须采用较高频率的矩形波励磁。采用图1所示的双频矩形波励磁的方法是佳方案。　　3.2.3双频矩形波励磁工作及抗干扰原理在电磁流量计测量管内形成含有两个频率分量的电磁场：高频励磁分量不受液体干扰的影响，而低频励磁分量则有着极好的零点稳定性，根据高、低频定时检测到的各分量信号经过计算，便可得到流量信号。　　双频矩形波励磁测量原理如图l所示，一个由高低频分量迭加而成的电磁场通过励磁线圈被施加到被测液体中，励磁波形是在一个低频矩形波上迭加一个高于市电频率的矩形波而得到的波形。在产生的电动势中，低频分量通过一个大时间常数的积分电路获得一个零点稳定性好的平稳流量信号。而由浆液或低电导率流体产生的低频噪声可被不受噪声影响的高频采样电路所抑制，有着同样时间常数的流量信号经过一个差分电路以确定流速信号的变化，把这两种不同频率采样所得的信号结合起来可获得一个稳定流速信号，该信号不受噪声干扰，且有较高的零点稳定性。　　　　图l双频矩形波励磁测量原理图　　3.3电源干扰噪声特点及电磁流量计抗干扰技术　　图2基本信号关系电磁流量计一般都采用工频交流电源供电，其电源电压的幅值和频率的变化都会给电磁流量计带来电源性干扰噪声。对电源电压的幅值变化，因采用多级集成稳压，一般而言电源电压的幅值变化对电磁流量的测量精度影响不大。当电源电压的频率波动时，虽然其波动范围有限，但对电磁流量计测量精度影响较大。为了解决工频干扰问题，实现对流体流速感应电势e柚信号的准确测量，需利用以下基本关系：①励磁周期为工频周期的整数倍，即励磁频率为50／nHz(n为偶数)；②正负励磁下的同相位采样。图2是对应低频矩形波励磁形式下的典型电势信号形式，按上述关系在一个励磁周期下，若假设t。和t：点为工频干扰的等效干扰点，且采样宽度T=T1=T2，则e &ab的基本算式为：，式(4)从理论上说明电磁流量计的工频干扰有可克服的途径，即同步采样技术，其方法是以同相位(t1=t2)、同宽度采样(T1=T2=T)为前提的，采样频率要选为工频周期的整数倍。这样即使混有干扰信号，因其采样时间为完整的工频周期，其平均值也为零，干扰电压不起作用。&　　4电磁流量计选型　　4.1电磁流量计选型的一般原则H1　　(1)被测介质是否为导电液体或浆液，由此决定是否选用电磁流量计；　　(2)被测介质的电导率决定电磁流量计的类型&&是高电导率还是低电导率；　　(3)工艺要求的大、小和常用流量工艺管道的公称通径，决定介质的流速是否处在较经济的流速点上，管道是否需要变径，最后确定流量计的口径；1　　(4)以工艺管道的布置情况，来确定采用一体型还是分体型流量计，以及流量计的防护等级等；　　(5)根据被测介质是否易结晶、结疤来选择电极型式；　　(6)根据被测介质的腐蚀性来选择电极材料；　　(7)被测介质的腐蚀性.磨损性及温度来决定采用何种衬里材料；　　(8)被测介质的高工作压力决定流量计的公称压力；　　(9)工艺管道的绝缘性决定接地环的型式。　　4.2根据电磁流量计励磁方式的的特点选型　　(1)直流励磁型　　这种电磁流量计数量很少，只用于测量液态金属流量，如常温下的汞和高温下的液态钠、钾等。　　(2)交流工频励磁型　　较早期的电磁流量计用50Hz工频市电励磁，由于易受电磁干扰和零点漂移等原因，现已逐渐被低频矩形励磁所代替。但在测量泥浆、矿浆等液固两相流时，低频矩形波励磁方式不能克服固体擦过电极表面产生的尖峰噪声，而工频交流励磁的仪表则不存在这一缺点，所以国内外尚有一些电磁流量计仍采用交流工频励磁方式。　　(3)低频矩形波励磁型1.&　　由于低频矩形波励磁方式功耗小，零点稳定性好，所以它是目前电磁流量计的主要励磁方式。其波形有&正一负&二值和&正一零一负一零&三值两种。有的电磁流量计励磁频率可以由用户设定，一般小口径仪表用较高频率，大口径仪表用较低频率。　　(4)双频励磁型励磁电流的波形是在低频矩形波上叠加高频矩形波，主要为克服二值矩形波励磁存在的浆液噪声和流动噪声，提高仪表的稳定性和响应特性，因此广泛用于制浆造纸及污水处理等行业。&　　5结束语　　通过上面分析可知，电磁流量计具有测量精度高、速度快、使用方便，测量范围广、口径宽等诸多优点，但同时也存在着测量输出信号易受工频电磁干扰，流体电化学噪声及电源频率变化影响的缺点。不同励磁方式的电磁流量计具有不同的抗干扰技术和应用范围。正确了解各种励磁技术的特点和不同电磁流量计的技术原理是正确使用电磁流量计的前提。豆丁微信公众号
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