自适应滤波器（E 题 本科组）--2017 年全国大学生电子设计竞赛试题

Posted 2021-09-14 行走的皮卡丘

自适应滤波器（E 题 本科组）--2017 年全国大学生电子设计竞赛试题

• 一、任务
• 二、要求
• • 1．基本要求
  • 2．发挥部分
• 三、说明
• 四、评分标准

一、任务

设计并制作一个自适应滤波器，用来滤除特定的干扰信号。自适应滤波器工作频率为 10kHz~100kHz。其电路应用如图 1 所示。

图 1 中，有用信号源和干扰信号源为两个独立信号源，输出信号分别为信号 A 和信号 B，且频率不相等。自适应滤波器根据干扰信号 B 的特征，采用干扰抵消等方法，滤除混合信号 D 中的干扰信号 B，以恢复有用信号 A 的波形，其输出为信号 E。

二、要求

1．基本要求

• （1）设计一个加法器实现 C=A+B，其中有用信号 A 和干扰信号 B 峰峰值均为 1~2V，频率范围为 10kHz~100kHz。预留便于测量的输入输出端口。

• （2）设计一个移相器，在频率范围为 10kHz~100kHz 的各点频上，实现点频 0°~180°手动连续可变相移。移相器幅度放大倍数控制在 1±0.1，移相器的相频特性不做要求。预留便于测量的输入输出端口。

• （3）单独设计制作自适应滤波器，有两个输入端口，用于输入信号 B 和 D。有一个输出端口，用于输出信号 E。当信号 A、B 为正弦信号，且频率差≥100Hz 时，输出信号 E 能够恢复信号 A 的波形，信号 E 与 A 的频率和幅度误差均小于 10%。滤波器对信号 B 的幅度衰减小于 1%。预留便于测量的输入输出端口。

2．发挥部分

• （1）当信号 A、B 为正弦信号，且频率差≥10Hz 时，自适应滤波器的输出信号 E 能恢复信号 A 的波形，信号 E 与 A 的频率和幅度误差均小于 10%。滤波器对信号 B 的幅度衰减小于 1%。

• （2）当 B 信号分别为三角波和方波信号，且与 A 信号的频率差大于等 于 10Hz 时，自适应滤波器的输出信号 E 能恢复信号 A 的波形，信号 E 与 A 的频率和幅度误差均小于 10%。滤波器对信号 B 的幅度衰减小于 1%。

• （3）尽量减小自适应滤波器电路的响应时间，提高滤除干扰信号的速 度，响应时间不大于 1 秒。

• （4）其他。

三、说明

• 1．自适应滤波器电路应相对独立，除规定的 3 个端口外，不得与移相器等存在其他通信方式。

• 2．测试时，移相器信号相移角度可以在 0°~180°手动调节。

• 3．信号 E 中信号 B 的残余电压测试方法为：信号 A、B 按要求输入，滤波器正常工作后，关闭有用信号源使 UA=0，此时测得的输出为残余电压 UE。滤波器对信号 B 的幅度衰减为 UE/UB。若滤波器不能恢复信号 A 的波形，该指标不测量。

• 4．滤波器电路的响应时间测试方法为：在滤波器能够正常滤除信号 B的情况下，关闭两个信号源。重新加入信号 B，用示波器观测 E 信号的电压，同时降低示波器水平扫描速度，使示波器能够观测 1~2秒 E信号包络幅度的变化。测量其从加入信号 B 开始，至幅度衰减1%的时间即为响应时间。若滤波器不能恢复信号 A 的波形，该指标不测量。

四、评分标准