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2017年全國大學生電子設(shè)計競賽試題
自適應(yīng)濾波器（E 題） 【本科組】
一、任務(wù)
設(shè)計并制作一個自適應(yīng)濾波器，用來濾除特定的干擾信號。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。
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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，有用信號源和干擾信號源為兩個獨立信號源，輸出信號分 別為信號 A 和信號 B，且頻率不相等。自適應(yīng)濾波器根據(jù)干擾信號 B 的 特征，采用干擾抵消等方法，濾除混合信號 D 中的干擾信號 B，以恢復有 用信號 A 的波形，其輸出為信號 E。
二、要求
1．基本要求
（1）設(shè)計一個加法器實現(xiàn) C=A+B，其中有用信號 A 和干擾信號 B 峰 峰值均為 1~2V，頻率范圍為 10kHz~100kHz。預(yù)留便于測量的輸 入輸出端口。
（2）設(shè)計一個移相器，在頻率范圍為 10kHz~100kHz 的各點頻上，實
現(xiàn)點頻 0°~180°手動連續(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)留便于測量的輸入輸出 端口。
（3）單獨設(shè)計制作自適應(yīng)濾波器，有兩個輸入端口，用于輸入信號 B 和 D。有一個輸出端口，用于輸出信號 E。當信號 A、B 為正弦 信號，且頻率差≥100Hz 時，輸出信號 E 能夠恢復信號 A 的波形， 信號 E 與 A 的頻率和幅度誤差均小于 10%。濾波器對信號 B 的幅 度衰減小于 1%。預(yù)留便于測量的輸入輸出端口。
2．發(fā)揮部分
（1）當信號 A、B 為正弦信號，且頻率差≥10Hz 時，自適應(yīng)濾波器的 輸出信號 E 能恢復信號 A 的波形，信號 E 與 A 的頻率和幅度誤 差均小于 10%。濾波器對信號 B 的幅度衰減小于 1%。
（2）當 B 信號分別為三角波和方波信號，且與 A 信號的頻率差大于等 于 10Hz 時，自適應(yīng)濾波器的輸出信號 E 能恢復信號 A 的波形， 信號 E 與 A 的頻率和幅度誤差均小于 10%。濾波器對信號 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)時間，提高濾除干擾信號的速 度，響應(yīng)時間不大于 1 秒。
（4）其他。
三、說明
1．自適應(yīng)濾波器電路應(yīng)相對獨立，除規(guī)定的 3 個端口外，不得與移相 器等存在其他通信方式。
2．測試時，移相器信號相移角度可以在 0°~180°手動調(diào)節(jié)。
3．信號 E 中信號 B 的殘余電壓測試方法為：信號 A、B 按要求輸入， 濾波器正常工作后，關(guān)閉有用信號源使 UA=0，此時測得的輸出為殘 余電壓 UE。濾波器對信號 B 的幅度衰減為 UE/UB。若濾波器不能恢 復信號 A 的波形，該指標不測量。
4．濾波器電路的響應(yīng)時間測試方法為：在濾波器能夠正常濾除信號 B 的情況下，關(guān)閉兩個信號源。重新加入信號 B，用示波器觀測 E 信 號的電壓，同時降低示波器水平掃描速度，使示波器能夠觀測 1~2 秒 E 信號包絡(luò)幅度的變化。測量其從加入信號 B 開始，至幅度衰減
1%的時間即為響應(yīng)時間。若濾波器不能恢復信號 A 的波形，該指標 不測量。
四、評分標準
設(shè)計報告
| 項 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
| 4 | 理論分析與計算
| 濾波器理論分析與計算
| 6
| 電路與程序設(shè)計
| 總體電路圖 程序設(shè)計
| 4 | 測試方案與測試結(jié)果
| 測試數(shù)據(jù)完整性
測試結(jié)果分析
| 4
| 設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī) 范性
| 摘要
設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu) 圖表的規(guī)范性 | 2 | 合計
| 20
|
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