第一篇：lee濾波精致lee濾波
三級聯創活動材料LEE
一、 指導思想
深化農村黨的建設“三級聯創”活動的指導思想是：以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導，以科學發展觀為統領，深入學習貫徹十六大和十六屆六中全會精神，統籌城鄉經濟持續、快速、協調發展，堅持思想建設、組織建設和作風建設一起抓，探索“干部經常受教育，群眾經常得實惠”的有效途徑，建立健全農村基層組織建設常抓不懈的工作機制，全面提高全鎮農村基層干部和黨員隊伍的整體素質，切實加強黨的先進性建設和執政能力建設，把農村基層組織建設成為貫徹“三個代表”重要思想的組織者、推動者和實踐者，為全面推進我鎮社會主義新農村建設提供堅強的組織保證。
二、目標任務
我鎮深化“三級聯創”活動的目標任務是：通過開展“四定三評”(定活動主題，定目標任務，定工作機制，定考核獎懲;基層支部評黨委，村民代表評支部，人大代表評站所)活動，適應我鎮建設社會主義新農村的總體需要，各級黨組織加強農村黨建工作有新的舉措，農村基層干部隊伍素質有新的提高，農村基層黨組織的創造力、凝聚力、戰斗力有新的增強，農村黨的建設取得新的成績，全鎮“五好”村黨組織比例達到60%以上，群眾滿意的鄉鎮站所比例達到80%以上，“五好”鄉鎮黨委進入全縣農村基層組織建設先進行列。
三、工作重點
深化“三級聯創”活動要緊緊圍繞“四定三評”目標，重點抓好以下七個方面的工作：
(一)圍繞定活動主題，不斷深化“三級聯創”活動的內涵。
二)圍繞定目標任務，不斷推動農村經濟社會事業健康發展。全鎮各級黨組織要緊緊圍繞中央提出的新農村建設“二十字”方針，把發展作為推進改革和新農村建設的根本，以發展農村經濟為中心，以增加農民收入為重點，因村制宜，進一步理清發展思路。全鎮29個村要圍繞全鎮提出的“四個二”目標(即財政收入增20萬元、人均純收入增200元、爭取各類扶持資金200萬元和培訓轉移勞力2000人)，經過村支兩委研究，并征求廣大黨員代表和群眾代表意見，制定出切合實際的經濟發展目標、基礎設施建設目標和社會事業發展目標，形成2007年規劃，并將計劃目標在群眾大會和全體黨員會上予以公布，自覺接受廣大群眾的監督，以實說實干的作風抓好各項工作的落實
(三)圍繞定工作機制，不斷創新工作方式方法。黨委要進一步堅持實行黨委集體領導下的分工負責制和重大事項黨委集體議事制、建立健全黨委中心學習組制度、決策咨詢制度、集體議事制度、定期下訪調研制度。進一步深化和完善為民服務代理制，把為民服務代理室作為爭創工作的一個窗口，切實轉變政府職能。進一步堅持和完善行政干部周一簽到、周五工作匯報制度和月辦月結考核機制，推動各項工作真正落到實處。各村支部要以推行支部承諾制和黨員承諾制為載體，深化無職黨員“設崗定責”，各村支部按照不同的實際，設立勤勞致富崗、計生服務崗、安全生產崗、科技示范崗、工程質量監督崗、黨務村務財務監督崗、鄉風民風示范崗等不同崗位，把各村無職黨員按排到不同崗位上，深化民主評議黨員制度，每月一互評，并做好活動記載，讓他們在具體實踐活動中感受到自己的價值，讓他們在履行崗位職責中繼續深化先進性教育。鎮直各支部要以建立健全支部為前提，以優化各項工作機制為載體，以服務好基層群眾為目標，以轉變作風為動力，把創建群眾“滿意在站所”活動持續推向深入。
(四)圍繞定考核獎懲，不斷促進黨員干部作風轉變。要把此次“三級聯建”活動納入全年目標考核中黨建工作的重點，嚴格按照目標任務穩步推進。堅持黨委考核到村支書和站所支部負責人制度，實行各級黨組織“一把手”負責制。各級黨組織務必按照實施方案，周密制定好各自的創建計劃，按照“一個階段一個重點，一個階段一個成果，一個階段一個典型”的工作方式來抓好“三級聯創”工作的落實。對創建工作態度不積極，行動遲緩乃至延誤全鎮創建工作的，對主要責任人通報批評，并向黨委說清情況。是站所的要組織人大代表評議，結果報告給站所的上級主管部門。對創建工作積極，收效明顯的單位，及時總結經驗，上報給縣基層辦，并在全縣予以通報表揚。
(五)圍繞基層支部評黨委，不斷加強黨委自身建設力度。堅持和完善農村支部和鎮直單位支部對黨委半年工作評議制度。黨委在創建期間將邀請部分人大代表、政協委員以及各級黨組織負責人舉辦工作懇談會，同時通報創建工作進展情況;創建工作結束后由黨委將所有工作對參加評議代表進行報告，并結合年初工作目標，如實匯報工作成績和差距，由各基層支部負責人對黨委班子工作情況進行客觀評議。通過這種方式，減少決策失誤，暢通民意渠道，密切干群關系，真正達到評出團結，評出合力，評出業績的目的。從而切實提高黨委班子在新形勢下領導群眾發展經濟的能力、駕馭全局的能力、處理化解各種矛盾的能力、建設和諧社會的能力，使黨委班子真正成為團結、奮進、高效、廉潔的堅強領導核心。
(六)圍繞村民代表評支部，不斷增強基層組織的執政能力。各村支部要堅持每季度組織評議活動，由村民代表和農村黨員對農村黨支部，按照“五好支部”的標準和年度計劃，進行一次民主測評。期間要不折不扣地進行無職黨員互評活動，增強黨員的先進意識和成效意識。同時要不斷改進農村黨支部的工作方式和方法，通過面對面的評議和背靠背的測評，達到增強職能，履順關系，增進團結，改進服務，加快發展的目的，使農村黨支部真正成為堅強的戰斗堡壘。
(七)圍繞人大代表評站所，不斷提高鎮直部門的服務意識
四、方法步驟
(一)廣泛動員，統一思想(3月26日——3月31日)。各村、各單位采取懸掛過路橫幅、刷寫標語等多種形式(黃龍溝、水田坪、乍峪、大坪、張家溝、后灣、觀音堂等村必須懸掛1-2條橫幅)，濃厚創建工作氛圍。同時各支部要積極組織黨員干部深入學習中央和省市縣有關文件精神，大力宣傳深化“三級聯創”活動的目的意義、指導思想和目標要求，搞好層層動員，切實把黨員干部群眾的思想統一到中央、省、市和縣委的要求上來。充分調動各級黨組織抓好農村基層組織建設的積極性和主動性，努力形成先進上臺階、中間搶進位、后進求發展的創先爭優局面，確保“三級聯創”活動落在實處，抓出實效。同時，結合自身實際，參照本方案，制定切實可行的創建工作方案。
(二)對照標準，查漏補缺(4月1日——4月15日)。各村和鎮直部門要對照“五好”的目標要求，按考評細則所列具體內容，查漏補缺，圍繞主題實踐活動，扎實開展創建活動。特別是各村黨組織班子情況、經濟發展、精神文明建設和社會穩定情況以及黨員群眾的思想狀況進行一次深入細致的調查分析，認真對照“五好”標準，找準存在的問題和差距，明確用力方向，及時搞好整改，確保“三級聯創”活動取得實效。
(三)搜集資料，整理檔案(4月16日————5月15日)。各村、各單位在扎實開展“三級聯創”活動的基礎上，組織專班，對照考評細則，全面搜集本單位開展“三級聯創”活動的各種資料。同時，對搜集到的文字、圖、音像等資料，整理分類，編制目錄，按一個創建單位一冊的要求分別建立檔案，做好迎接檢查驗收的各項準備工作。
(四)檢查驗收，組織呈報(5月16日——6月5日)。各村、各單位對“三級聯創”活動進行自查，并向鎮黨委呈報自查報告。鎮領導小組辦公室根據各村、各單位呈報情況，組織專班對各創建單位進行檢查驗收。在此基礎上篩選呈報縣委表彰對象，重點做好鎮黨委創建全縣農村基層組織建設先進鎮呈報工作。
五、組織領導
(一)加強領導，明確創建責任。鎮委成立“三級聯創”活動領導小組，由黨委書記、鎮長陳文學同志任組長，黨委副書記、副鎮長胡志芳、組織委員郝傳禮同志任副組長，各村支部書記、鎮直各支部書記為成員，具體負責“三級聯創”活動的開展。各村、鎮直各部門要高度重視，切實把“三級聯創”活動列入重要議事日程，建立各級黨組織書記抓黨建的責任制，進一步明確工作職責，切實做到認識到位、責任到位、措施到位、落實到位，形成“一把手”負總責，一級抓一級，層層抓落實的責任體系，確保創建目標的順利實現。
(二)搞好指導，確保取得實效。要加強對創建活動的指導和督促檢查，注重總結典型經驗，廣泛宣傳創建活動中涌現出來的典型事跡，把創建活動不斷引向深入。建立鎮村黨員領導干部“三級聯創”活動聯系點制度，鎮黨委班子成員每人聯一個村和鎮直支部，深入基層，開展調查研究，解決實際問題。要建立督查工作制度鎮領導小組辦公室每月對各村和鎮直各支部督查一次，對村、站所也要定期不定期地開展督查。各村、各單位要自學的搞好工作自查，確保創建活動取得明顯成
第二篇：有源濾波器和無源濾波器的原理及區別?
2010-01-09 11:28
無源濾波器：這種電路主要有無源元件R、L和C組成。
有源濾波器：集成運放和R、C組成，具有不用電感、體積小、重量輕等優點。集成運放的開環電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。但集成運放帶寬有限，所以目前的有源濾波電路的工作頻率難以做得很高。
無源濾波裝置
該裝置由電容器、電抗器，有時還包括電阻器等無源元件組成，以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達到抑制高次諧波的作用;由于SVC的調節范圍要由感性區擴大到容性區，所以濾波器與動態控制的電抗器一起并聯，這樣既滿足無功補償、改善功率因數，又能消除高次諧波的影響。
國際上廣泛使用的濾波器種類有：各階次單調諧濾波器、雙調諧濾波器、二階寬頗帶與三階寬頻帶高通濾波器等。
1)單調諧濾波器：一階單調諧濾波器的優點是濾波效果好，結構簡單;缺點是電能損耗比較大，但隨著品質因數的提高而減少，同時又隨諧波次數的減少而增加，而電爐正好是低次諧波，主要是2～7次，因此，基波損耗較大。二階單調諧濾波器當品質因數在50以下時，基波損耗可減少20～50%，屬節能型，濾波效果等效。三階單調諧濾波器是損耗最小的濾波器，但組成復雜些，投資也高些，用于電弧爐系統中，2次濾波器選用三階濾波器為好，其它次選用二階單調諧濾波器。
2)高通(寬頻帶)濾波器，一般用于某次及以上次的諧波抑制。當在電弧爐等非線性負荷系統中采用時，對5次以上起濾波作用時，通過參數調整，可形成該濾波器回路對5次及以上次諧波的低阻抗通路。
有源濾波器
雖然無源濾波器具有投資少、效率高、結構簡單及維護方便等優點，在現階段廣泛用于配電網中，但由于濾波器特性受系統參數影響大，只能消除特定的幾次諧波，而對某些次諧波會產生放大作用，甚至諧振現象等因素，隨著電力電子技術的發展，人們將濾波研究方向逐步轉向有源濾波器(Active PowerFliter，縮寫為APF)。
APF即利用可控的功率半導體器件向電網注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達到實時補償諧波電流的目的。它與無源濾波器相比，有以下特點：
a.不僅能補償各次諧波，還可抑制閃變，補償無功，有一機多能的特點，在性價比上較為合理;
b.濾波特性不受系統阻抗等的影響，可消除與系統阻抗發生諧振的危險;c.具有自適應功能，可自動跟蹤補償變化著的諧波，即具有高度可控性和快速響應性等特點
第三篇：數字濾波器調研報告
一、數字濾波器
數字濾波器由數字乘法器、加法器和延時單元組成的一種算法或裝置。數字濾波器的功能是對輸入離散信號的數字代碼進行運算處理，以達到改變信號頻譜的目的 。數字濾波器對信號濾波的方法是：用數字計算機對數字信號進行處理，處理就是按照預先編制的程序進行計算。數字濾波器的原理如圖所示，它的核心是數字信號處理器。
二、數字濾波器發展背景
隨著信息科學與計算技術的迅速發展，數字信號處理的理論與應用得到飛躍式發展，形成了一門極為重要的學科。不僅如此，它還以不同的形式影響及滲透到其他的學科中去。不論是國民經濟或者是國防建設都與之息息相關，緊密相連。
我們現實生活中會遇到多種多樣的信號，例如廣播信號、電視信號、雷達信號、通信信號、導航信號、射電天文信號、生物醫學信號、控制信號、氣象信號、地震勘探信號、機械振動信號、遙感遙測信號等等。上述這些信號大部分是模擬信號，也有小部分是數字信號。模擬信號是自變量的連續函數，自變量可以是一維的，也可以是二維或多維的。大多數情況下一維模擬信號的自變量是時間，經過時間上的離散化(采樣)和幅度上的離散化(量化)，這類模擬信號便成為一維數字信號。因此，數字信號實際上是用數字序列表示的信號，語音信號經采樣和量化后，得到的數字信號是一個一維離散時間序列;而圖像
信號經采樣和量化后，得到的數字信號是一個二維離散空間序列。信號處理的目的一般是對信號進行分析、變換、綜合、估值與識別等。如何在較強的噪聲背景下提取出真正的信號或信號的特征，并將其應用于工程實際是信號處理的首要任務。根據處理對象的不同，信號處理技術分為模擬信號處理系統和數字信號處理系統。數字信號處理(Digital signal Processing，DSP)與模擬信號處理相比有許多優點，如相對于溫度和工藝的變化數字信號要比模擬信號更穩健，在數字表示中，精度可以通過改變信號的字長來更好地控制，所以DSP技術可以在放大信號的同時去除噪聲和干擾，而在模擬信號中信號和噪聲同時被放大，數字信號還可以不帶誤差地被存儲和恢復、發送和接收、處理和操縱。許多復雜的系統可以用高精度、大信噪比和可重構的數字技術來實現。
目前，數字信號處理已經發展成為一項成熟的技術，并且在許多應用領域逐步代替了傳統的模擬信號處理系統，如通訊、系統控制、電力系統、故障檢測、語音、圖像、自動化儀器、航空航天、鐵路、生物醫學工程、雷達、聲納、遙感遙測等。
數字信號處理中一個非常重要且應用普遍的技術就是數字濾波。所謂數字濾波，是指其輸入、輸出均為數字信號，通過一定的運算關系改變輸入信號所含的頻率成分的相對比例或濾除某些頻率成分，達到提取和加強信號中的有用成份，消弱無用的干擾成份的目的。數字濾波與模擬濾波相比，有精度高、可靠性高、靈活性好等突出優點，
可以滿足對幅度和相位的嚴格要求，還能降低開發費用，縮短研制到應用的時間，在很多領域逐步代替了傳統的模擬信號系統。
數字濾波器，在數字信號處理中有著廣泛的應用，因此，無論是在理論研究上還是在如通訊、HDTV(高清晰度電視)、雷達、圖象處理、數字音頻等實際應用上都有著美好的技術前景和巨大的實用價值。
三、國內外發展狀況
數字濾波器精確度高、使用靈活、可靠性高，具有模擬設備所沒有的許多優點，已廣泛地應用于各個科學技術領域, 例如數字電視、語音、通信、雷達、聲納、遙感、圖像、生物醫學以及許多工程應用領域。隨著信息時代數字時代的到來，數字濾波技術已經成為一門極其重要的學科和技術領域。以往的濾波器大多采用模擬電路技術，但是，模擬電路技術存在很多難以解決的問題，例如，模擬電路元件對溫度的敏感性，等等。而采用數字技術則避免很多類似的難題，當然數字濾波器在其他方面也有很多突出的優點，這些都是模擬技術所不能及的，所以采用數字濾波器對信號進行處理是目前的發展方向。關于數字濾波器的研究，在40年代末期就有人研究過它的可能性問題，在50年代也有人在研究生班討論過數字濾波的問題。直到60年代中期美國科學家庫利、圖基總結前人的研究成果，經過長期的研究，才開始形成了一套完整關于數字濾波器的正規理論。在這一時期，各種各樣的數字濾波器原理結構和特性被提出，并且出現了各
種數字濾波器的逼近方法和實現方法，對遞歸和非遞歸兩類濾波器作了全面的比較和分析。數字濾波器經歷了有限沖激響應(FIR)和無限沖激響應(IIR)關系的認識轉化過程。當利用快速傅利葉變換(FFT)來實現卷積運算的概念被提出之后，發現高階有限沖激響應濾波器也可用較高的運算效率來實現，因此使得人們對高性能的有限沖激響應濾波器的設計方法進行了大量的研究分析，從而出現了此后數字濾波器設計中頻域方法與時域方法的局面。
我國在DSP技術起步較早，產品的研究開發成績斐然，基本上與國外同步發展，而在FPGA方面起步較晚。全國有100來所高等院校從事DSP&FPGA的教學和科研，除了一部分DSP芯片需要從國外進口外，在信號處理理論和算法方面，與國外處于同等水平。而在FPGA信號處理和系統方面，有了喜人的進展，正在進行與世界先進國家同樣的研究。比如西北工業大學和國防科學技術大學的ATR實驗室采用了FPGA可重構計算系統進行機載圖像處理和自動目標識別，主要是利用該系統進行復雜的卷積運算，同時利用它的可變柔性來達到自適應的目的。北京理工大學研究利用FPGA提高加解密運算的速度，等等。
隨著我國科學技術的快速發展，國內有很多專家教授在數字濾波領域展開長期的深入研究，如天津大學的王兆華教授、山東大學的賴曉平教授等。無論是在理論方面還是在工程技術領域，都有很多科研成果。因而數字濾波器不斷應用在各行各業里，我國現有濾波器的種類及應用技術己基本上滿足現有各種電信設備需求。從整體而言，我
國無源濾波器發展比有源濾波器迅速，而數字濾波器比模擬濾波器的發展較緩慢。
關于數字濾波器理論研究的發展也帶來了數字濾波器在實現上的空前發展。20世紀60年代起，由于計算機技術、集成工藝和材料工業的發展，濾波器的發展上了一個新臺階，朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩定可靠和價廉等方向努力，其中高精度、小體積、多功能、穩定可靠成為70年代以后的主攻方向，導致數字濾波器、RC有源濾波器、開關電容濾波器和電荷轉移器等各種濾波器的飛速發展。到70年代后期，上述幾種濾波器的單片集成己被研制出來并得到應用，90年代至現在主要致力于把各類濾波器應用于各類產品的開發和研制。當然，對濾波器本身的研究仍在不斷進行。
目前，國外有許多院校和科研機構在研究基于FPGA的DSP應用，比較突出的有Denmark大學的研究小組正在從事FPGA實現數字濾波器的研究。由于FPGA實現乘法器有困難，因此他們重點研究開發無乘法的濾波器算法。加州大學洛杉磯分校的研究小組采用運行時重構技術開發了一種視頻通訊系統，該系統用一片FPGA可每幀重構四次完成視頻圖像壓縮和傳送的操作。此外，他們還在進行Mojave項目的開發工作，力圖采用運行時重構技術來實現自動目標識別應用。
第四篇：阿貝成像原理與空間濾波實驗報告
阿貝成像原理和空間濾波
【實驗目的】
1.了解阿貝成像原理，懂得透鏡孔徑對成像的影響.
2.了解透鏡的傅里葉變換功能及空間頻譜的概念.
3.了解兩種簡單的空間濾波.
4.掌握在相干光條件下調節多透鏡系統的共軸.
【實驗儀器】
光具座，氦氖激光器，溴鎢燈(12V，50W)及直流電源，薄透鏡若干，可變狹縫光闌，可變圓孔光闌，調制用光闌，光柵(一維、正交及調制各一)，光學物屏，游標卡尺，白屏，平面鏡.
【實驗原理】
阿貝在1873年為德國蔡斯工廠改進顯微鏡時發現，大孔徑的物鏡能導致較高的分辨率，這是因為較大的孔徑可以收集全部衍射光，這些衍射光到達像平面時相干疊加出較細的細節.例如，用一定空間頻率的光柵作為物，并且用單色光加以照明，物后的衍射光到達透鏡時(這里先考慮±1級衍射)，當O級與級衍射光到達像平面時，相干疊加成干涉條紋，就是光柵的像;如果單色光波長較長或者L孔徑小，只接收了零級光而把級光擋去，那么到達像平面上的只有零級光，就沒有條紋出現，我們說像中缺少了這種細節.根據光柵方程，不難算出，物體上細節d能得以在像平面有反映的限制為
(1)
為透鏡半徑對物點所張的角.換句話說，可分辨的空間頻率為
(2)
物平面上細節越細微、即空間頻率越高，其后衍射光的角度就越大，更不可能通過透鏡的有限孔徑到達像平面，當然圖像就沒有這些細節.透鏡就成像光束所攜帶的空間頻率而言，是低通濾波器，其截止頻率就是(2)式所示的，.瑞利在1896年認為物平面每一點都發出球面波，各點發出的波在透鏡孔徑上衍射，到達像面時成為愛里斑，并給出分辨兩個點物所成兩個模糊像——兩個愛里斑的判據.其實阿貝與瑞利兩種方法是等價的.
波特在1906年把一個細網格作物(相當于正交光柵)，但他在透鏡的焦平面上設置一些孔式屏對焦平面上的衍射亮點(即夫瑯和費衍射花樣)進行阻擋或允許通過時，得到了許多不同的圖像.設焦平面上坐標為，那么與空間頻率相應關系為
(3)
(這適用于角度較小時，為焦距，).焦平面中央亮點對應的是物平面上總的亮度(稱為直流分量)，焦平面上離中央亮點較近(遠)的光強反映物平面上頻率較低(高)的光柵調制度(或可見度).1934年譯尼克在焦平面中央設置一塊面積很小的相移板，使直流分量產生位相變化，從而使生物標本中的透明物質不須染色變成明暗圖像，因而可研究活的細胞，這種顯微鏡稱為相襯顯微鏡.為此他在1993年獲得諾貝爾獎.在20世紀50年代，通信理論中常用的傅里葉變換被引入光學，60年代激光出現后又提供了相干光源，一種新觀點(傅里葉光學)與新技術(光學信息處理)就此發展起來.
物的內容中如含周期性結構，可以看成是各種頻率的光柵組合而成，用數學語言講就是把物展開成空間的傅里葉級數.如物的內容不是周期性的，在數學上就要作傅里葉變換，在物理上可由透鏡來實現.可以證明，由于透鏡作為位相變換器能把平面波轉換為球面波，當單色平面波照射在透明片上[其振幅透射率為]時，如圖1中光路所示，透鏡后焦平面上光場復振幅分布即為其傅里葉變換
(4)
圖1
式中，，實際上這也就是的夫瑯和費衍射.當不在透鏡前焦面上時，后焦面上仍為其傅里葉變換，但要乘上位相彎曲因子.當入射的不是平面波，而是球面波(發散、會聚均可)，則在入射波經透鏡(甚至不經透鏡)后形成的會聚點所在平面上也是傅里葉變換，只是也附加上了位相彎曲因子.傅里葉變換的例子如函數，函數，函數函數及許多性質的標度、卷積定理都可以由此在物理上演示出來.
如圖2所示，在透鏡后再設一透鏡，則在Q面上的復振幅分布又經過一次傅里葉變換，
(5)
物函數的倒置也就是的像.前述在平面波照射下在前焦平面上的時，在照明光會聚點有其傅里葉變換，但要加上位相彎曲因子，該位相彎曲相當于會聚球面波照在傅里葉變換上，到達該球面波會聚點所在平面Q時，也是完成第二次傅里葉變換，只是標度有變化，即像是放大或縮小的.因此從波動光學的觀點來看，正是透鏡的傅里葉變換功能造成了其成像的功能.這樣，就用波動光學的觀點敘述了成像過程.這不但說明了幾何光學已經說明的透鏡成像功能，而且還預示了在頻譜平面上設置濾波器可以改變圖像的結構，這后者是無法用幾何光學來解釋的.前述相襯顯微鏡即是空間濾波的一個成功例子.除了下面實驗中的低通濾波、方向濾波及調制等較簡單的濾波特例外，還進行特征識別、圖像合成、模糊圖像復原等較復雜的光學信息處理.因此透鏡的傅里葉變換功能的涵義比其成像功能更深刻、更廣泛.
圖2
【實驗內容】
共軸調節.首先，要調激光束平行于光具座(圖3)，并位于光具座正上方，把屏Q插在光具座滑塊上，并移近激光架LS，把LS作上下、左右移動，使光束偏離O，調節LS的俯仰及側轉，使光束又穿過小孔;再把Q推至LS邊上，反復調節，直到Q在光具座平移時激光束均穿過O為圓心的孔，以后就不再需要改變LS的位置。
在做以下幾個實驗時，都要用透鏡，在加入透鏡L后，如激光束正好射在L的光心上，則在屏Q上的光斑以0為中心，如果光斑不以O為中心，則需調節L的高低
圖3
及左右，直到經過L的光束不改變方向(即仍打在0上)為止;此時在Ls處再設帶有圓孔P的光屏，從L前后兩個表面反射回去的光束回到此P上，如二個光斑套準并正好以P為中心，則說明L的光軸正好就在P、O連線上.不然就要調整L的取向.如光路中有幾個透鏡，先調離Ls最遠的透鏡，再逐個由遠及近加入其他透鏡，每次都保持兩個反射光斑套準在P上，透射光斑以O為中心，則光路就一直保持共軸.
1.阿貝成像原理
(1)按圖4布置光路.G是空間頻率為每毫米幾十條的光柵，在實驗中作為物.L是焦距為10cm的透鏡，移動L使光柵在3m處白屏上成放大的像(也可以用平面鏡把光束反射到實驗桌上的自屏上，但要用涂金屬的那面，不要用玻璃面去反射，為什么?可以試試.)
(2)用白紙插入G之后的光路中并從G處移到L可看到G后
圖4
衍射光束逐步分開;再從L移到P處，可看到光束又逐步合到一起，形成光柵像.
(3)在L前設可變圓孔光闌P;在逐步減小光闌時在L后用白紙檢查光束被擋去情況，如有三束光通過，則Q上仍有條紋;如僅有一束光通過，Q上就無條紋，也就是不能分辨這個空間頻率的細節了(P不一定緊貼在L之前).
(4)使P上某一圓孔剛能容納三束光通過，測量G、P距離及圓孔半徑，估算G的空間頻率.并估算能分辨此頻率的最小透鏡孔徑.
2.波特實驗
仍然使用圖4中光路，但改為到L的焦平面F上來改變像的空間頻率結構.
把毛玻璃放在F面處可看到一系列光點，它們相應于物光柵夫瑯和費衍射的0，±1，±2，…級的衍射極大值.用直尺或游標卡尺測出各衍射級離中央亮點的距離，把透鏡焦距、所用激光波長與代入(3)式，算出這些亮點對應的空間頻率，并與通過物像關系算出的光柵空間頻率進行比較(由物距、像距，像上條紋寬度計算)，說明物理意義.利用可變狹縫光闌及小磁塊，擋去某些衍射級，觀察像屏S上圖像的變化情況，并作出解釋(可以從傅里葉光學與光波干涉兩種觀點來解釋).
3.透鏡的傅里葉變換功能
按圖5(a)布置光路，L1、L2構成擴束準直系統，擴束后光束截面直徑增大(倍數為兩透鏡焦距之比).輸入至輸出共距四倍焦距，故可稱為系統，是典型的光束信息處理光路，能進行二次傅里葉變換.
用系統直接觀察傅里葉變換，有時感到花樣較小，不易看清，圖5(b)光路中的物屏可放在位置1到2之間，在照明光的會聚點上都可以看到它的夫瑯和費衍射，或者說傅里葉變換.自己選擇一個位置(在2處，物離Q遠，則花樣分布較大，便于觀察)，先后插入圓孔、雙縫、單縫，觀察其傅里葉變換光強分布情況并對傅里葉變換的標度性質、卷積定理作出物理解釋.設此時P、Q距離為z，則Q空間頻率標度為.
圖5
4.空間濾波實驗
(1)低通濾波
前述阿貝--波特實驗中狹縫起的是方向濾波器的作用，可以濾去圖像中某個方向的結構.而圓孔可作低通濾波器，濾去圖像中高頻成分，只讓低頻成分通過.
①按圖6布置好光路，先放人L2，再放入L1，每次都調共軸，經L1擴束后光斑應打在L2中央.放人物屏P后注意P、Q的物像關系，在照明光會聚點設圓孔濾波器F.
圖6
本實驗物屏中央是透光的“光”字與細網格疊加在一起，網格空間頻率約為10條/mm，調P、Q位置，使Q上有清晰的放大像，能看清其網格結構.
②觀察F面上頻譜分布，可以看到排成十字形的點陣.改變F上圓孔，逐步縮小，在圓孔直徑≥lmm時(可以通過多個光點)，仍可看到像中有網格結構，而換到O.5mm直徑圓孔時，只允許中央亮點通過，則在Q面上看到了沒有網格的“光”字.這是因為“光”的空間頻率低，就集中在光軸附近很小范圍內.可見小圓孔起到只通過低頻的作用.
在更換圓孔時，要特別細心，光軸必須嚴格穿過小圓孔圓心，才能有良好的實際效果，否則可能“光”字不完整.如試驗一段時間未能奏效，可以改用下法：把字屏P移走，把F屏上O.5mm圓孔移在中央，然后細心地用手上下移動圓孔，左右調節滑塊座上微動螺旋及前后推移滑塊位置，同時觀察Q上衍射花樣以決定如何移動小圓孔，直到最后出現大而均勻的光斑，再插入物屏P，像屏Q上必有清晰字樣(不帶網格).因為此時光束會聚點正好在小圓孔圓心上.
把小圓孔移到中央亮點以外的亮點上，在Q屏上仍能看到不帶網格的“光”字，只是較暗淡一些.這說明當物為“光”與網格的乘積時，其傅里葉譜是“光”的譜與網格的譜的卷積，因此每個亮點周圍都是“光”的譜，再作傅里葉變換就還原成“光”字.這就演示了傅里葉變換的乘積定理.
(2)用調制產生假彩色
①類似于通信技術中把信號與載波相乘以調制振幅與位相，便于發送;光學信息處理中把圖像(信號)與空間載頻(光柵)相乘，也起到調制作用，便于進行處理.
本實驗中所用的物是由方向不同的一維光柵組合而成的(圖7).用激光束照射不同部位，就可在其后看到不同取向的衍射光線.光柵空間頻率約為100條/mm，三組光柵取向各相差600。
圖7
②按圖8(a)布置光路，S為溴鎢燈，L1起聚光作用，在L1后聚光亮點處設濾波器F，注意使S、L1距離大于L1、F距離，以獲得較小的亮點.物P緊靠在L1后，F后設L2，L2把P的像成在Q屏上，為了得到較亮的像，最好P、L2距離大于或等于L2、Q距離.
③觀察F面頻譜的特點：第一，由于輸入圖像由三個取向不同的光柵構成，每組光柵對應一個衍射方向，衍射光線所在平面垂直于光柵的取向.如把該方向頻譜全部擋去，則輸出面上相應區域光強就轉為零，例如把水平方向的頻譜擋去，可以看到像上天空呈黑暗.其余類推.第二，由于照明光是白光，根據光柵方程，每組頻譜零頻的各色光衍射角均為0，各色光的零級疊加在一起就呈白色;而在其余±1，±2，…級上，波長長的色光衍射角大，因此各級均呈現從紫(在內)到紅(在外)的連續的光譜色.
圖8
④如圖9所示，再次仔細調整共軸，使白光亮點恰好射在濾波器中央F透光處，而六條光譜帶恰好從六條狹長孔中穿過.然后用帶有銅片的小磁塊在屏上移動，使銅片上小孔處在一級譜的某種顏色上，該色光得以通過.使孔1、孔通過黃光，輸出平面上天空部分就呈藍色，同理讓孔2與孔通過紅光，孔3與孔通過綠光，相應就在輸出像中出現紅色的房子與綠色的草地.
圖9
⑤用白紙在F屏后由近到遠移動，觀察各衍射級光點的顏色及光斑形狀的變化情況，再次思考輸入以上光柵取向、頻譜面上變色光分布及所攜帶信息及輸出譜形之間的關系.
⑥重新調整濾波孔位置，改變輸出圖像的色彩，這說明色彩是人為指定的而非天然色.
在實驗過程中還有兩點須注意：
第一，溴鎢燈額定電壓為12V，因此為延長使用壽命在調整光路時電壓只放在6V左右，在上述第3項調整成功后，才把電壓調整到lOV，以觀察輸出彩色效果，觀察后隨即把電壓調低至6V然后再關電源.電壓始終不得超過12V，并不準在12V時關掉電源，否則下次開電源的瞬間，極易燒斷燈絲.
第二，光源S的開孔較大，射出的燈光經過光具座的反射，易在輸出面Q處增添雜散光，干擾對彩色像的觀察，可在P、F各屏的下方用黑紙擋去這些雜光.
【復習思考題】
1.從阿貝成像原理出發，要獲得較高的成像分辨率可以采用什么辦法?如在照明光波長、物鏡孔徑已確定后，增大目鏡的放大率能否提高分辨率?
2.用惠更斯原理解釋低通空間濾波實驗中頻譜上各次極大亮點均帶有“光”字的頻譜.在本實驗中如濾波孔直徑從0.5減小到5，試設想輸出圖像是什么樣的?
3.在調制實驗中，物面上沒有光柵處原是透明的，像面上相應部位卻是暗的，為什么?如果要讓這些部位也是亮的，該怎么辦，此時還能進行假彩色編碼嗎?
4.對透鏡的功能有何新認識?
第五篇：模電課程設計報告——濾波器設計
濾波器的設計
——模擬電子電路課程設計報告
一：實驗預習與查找資料：
1：濾波器是一種具有頻率選擇功能的電路，允許在一定的范圍內的信號通過，對不需要的頻率范圍內的信號進行有效的抑制。濾波器在通信，信號處理，測控儀表等領域中有廣泛的的應用。濾波器分數字濾波器和模擬濾波器，而模擬濾波器又分有源濾波器和無源濾波器。按濾波器的設計方案又分巴特沃思型，切爾雪夫型，橢圓函數型等等。
2：查找資料：《信號處理與濾波器的設計》，《電路與模擬電子學》，《模擬電子電路》等相關資料。
二：實驗任務：
濾波器是限制信號的頻率范圍，用于提取有用信號、濾除噪聲干擾信號、提高信噪比。 濾波器類型有無源濾波器和有源濾波器，其中又分為低通、高通、帶通、帶阻、全通等。濾波器的主要性能參數有：截止頻率、下降速率、品質因素等。
1、要求完成原理設計并通過軟件仿真部分
(1)低通濾波器電路，截止頻率分別為300Hz、1KHz，衰減速率≥40dB/十倍頻。 (2)高通濾波器電路，截止頻率分別為300Hz、1KHz，衰減速率≥40dB/十倍頻。 (3)帶通濾波器，頻率范圍300Hz~3400Hz，衰減速率≥40dB/十倍頻。
(4)四階橢圓形低通濾波器，帶內起伏≤1dB，-3dB通帶為50kHz，要求在200kHz處小于-50dB，-3dB通帶誤差不大于5%。
三：實驗內容：
為滿足設計要求：阻帶衰減大于或等于40每10倍率。選擇二階即可滿足要求。
1：二階壓控電壓源低通濾波器：
A：截止頻率為300HZ;
根據集成運放虛短虛斷及電路結構，可導出傳遞函數的表達式為： A(S)=Uo(S)/Ui(S)= Ao*Wn*Wn/(s*s+Wn*s/Q+Wn*Wn)
Ao=1+R4/R3; Wn*Wn=1/R1R2C1C2 在設計參數時Q值分高Q值，中Q值，和低Q值。在本實驗設計中取Q值為0。6 A0是電路的通帶放大倍數，可在設計前選擇，若實驗結果不合理，再改變A0的值。 取 Q=0。6,A0=4， 通過以上公式可算出電路各元件參數的值,再通過仿真電路調整參數得出電路圖如下:
在輸入端接一電源,輸出端接波特儀,顯示濾波器的幅度頻率特性如下:
圖形分析: 在低頻通帶內為12.02DB,衰減3DB后為9.02DB.此時頻率應該是300HZ,但是由于誤差以及各方面的影響,從圖中可以看出在9.223DB時截止頻率為300.339HZ.此電路圖可以再經過修改參數使得滿足題目要求. 在高頻截止段衰減達到了40DB每10倍率,符合題目要求.
B:截止頻率為1000HZ : 設計過程同A: 通過公式得出各元件參數值,取Q=0。6，A0=2。通過仿真優化參數值得到電路圖與波特圖如下: 圖形分析: 通帶時為6DB,下降3DB后即3.055DB時頻率為1000HZ.通帶內起伏為0DB.此圖有很大的誤差,在通帶到截止頻率體現良好, 在高于1000HZ 到阻帶截止頻率衰減達到了40DB每10倍率.但是在很高頻帶內,由圖可知出現了一高頻不衰減帶區,內起伏0DB.沒有了衰減.所以此濾波器不符合要求,只因時間關系沒有再修改.應該通過再修改參數使得在高頻段都是衰減.
2二階壓控電壓源高通濾波器：
A：截止頻率為300HZ;
高通濾波器與低通濾波器具有對偶關系,只要把上面低通濾波器的電路圖中的電阻,電容互換,就可以得到二階壓控電壓源高通濾波器. 根據集成運放虛短虛斷及電路結構，可導出傳遞函數的表達式為： A(S)=Uo(S)/Ui(S)= Ao*s*s/(s*s+Wn*s/Q+Wn*Wn)
Ao=1+R5/R4 Wn*Wn=1/R1R2C1C2 取 Q=0。6,A0=2,通過以上公式可算出電路各元件參數的值,再通過仿真電路調整參數得出電路圖如下: 圖形分析: 在通帶內即高頻段衰減為0DB,所以一直維持為6.10DB.衰減3DB時為3.10DB.此時為截止頻率300HZ.圖中在3.011DB時頻率為312.651HZ.與理想的設計有一定的誤差.阻帶內衰減滿足40DB每10倍率.此濾波器總的來說比較符合要求.
B:截止頻率為1000HZ :
設計過程同A: 通過公式得出各元件參數值, 取Q=0。6,A0=2。通過仿真優化參數值得到電路圖與波特圖如下:
圖形分析：低頻段衰減大40DB每10倍率，滿足設計要求。在通帶內摔減為0DB，一直維持為6DB。衰減到3DB時頻率為1。053KHZ。大體符合要求。但是在高頻的通帶內出現一衰減頻段為8DB每10倍率。之后又變成一通頻帶。所以此濾波器有很大欠缺。需要進一步改進。
3：帶通濾波器，頻率范圍300Hz~3400Hz，衰減速率≥40dB/十倍頻。
帶通濾波器是由一低通濾波器和一高通濾波器合成。
根據集成運放虛短虛斷及電路結構，可導出傳遞函數的表達式為：
A(S)=Uo(S)/Ui(S)={ Ao* (1+s*s/W0*W0)}/(1+ s /W0*Q+ s*s/W0*W0)
Ao=1+R5/R4 W0=1/RC 取 Q=0。6,A0=2,通過以上公式可算出電路各元件參數的值,再通過仿真電路調整參數得出電路圖如下: 圖形分析：
本電路圖是由兩個運算放大器構成，其中第一段就是一個低通濾波器，第2段是一高通濾波器。
幅度頻率特性圖如下：
圖形分析：帶通的通帶為300到3400HZ，通帶為12。3DB。衰減3DB時為截止頻率，圖中有一定的誤差，低頻到9。246DB，FL=299。797HA。高頻段衰減到9。248DB時 FH=3。464JKHZ。
4：圓形低通濾波器，帶內起伏≤1dB，-3dB通帶為50kHz，要求在200kHz處小于-50dB，-3dB通帶誤差不大于5%。
此濾波器的設計是通過濾波器設計軟件，把要設計的參數調整好，如下圖：
設計出來的電路圖如下;
再連接而成，經過修改參數，調節波形而得下電路圖：
四：報告總結與心得。
此次課程設計是我們第一次要求完成設計，仿真，優化，硬件，并寫報告總結的。從次設計中學到了很多東西，過去學了模擬電路，但是并沒有真正的去用運它。也在此次設計中發現了自己的缺點與不足，很多東西學完了就沒有去用，而一旦用起來才發現自己好多好多東西不懂，學的只是課本上的東西，而且只是應付考試。通過這次設計讓我明白考試只是一種形式，而不能真正的檢測到一個人學到了什么東西，而要通過不斷的實踐，在實踐中，動手中去學東西，去學好并掌握好東西。才能在以后的社會中用到，為以后的工作做好基礎。一開始做，什么都不懂，后來漫漫的理解了很多東西。因為時間關系，做的很不理想，但是從中體會到的東西，我想在以后的課程設計中，我會運用到，并且盡自己最大的努力把它做好。