前言

      剛畢業那會兒，自己還是個弱雞，領導安排任務寫一個低通濾波函數對功率計算值進行處理，自己寫完函數后并不知濾波器對各頻率信號的衰減程度和相位影響。我想很多剛踏出校門的年輕工程師對此可能也有疑惑，所以公眾號第一篇文章就寫了濾波器。

 正文：

      第一步:根據物理模型求出傳遞函數，根據傳遞函數的波特圖評估濾波器性能

   以一階低通RC濾波器為例，根據物理電路模型的電阻值、電容值，很容易推動出濾波器的傳遞函數。對于一階RC低通濾波器有幾個特性。截止頻率點代表該頻率處的幅值下降到-3db（對應的時域增益為1/sqrt(2)），也是一階低通濾波器的帶寬。10倍截止頻率處，幅值下降到-20db；100倍截止頻率處，幅值下降到-40db,以-20db/十倍頻程速率下降。從波特圖看出，頻率信號經過濾波器后，相位產生了延遲，而且頻率越大相位延遲越大，頻率無窮大時相位延遲趨近90度。

第二步:已知典型濾波器的傳遞函數去設計數字濾波器。

      根據干擾信號幅值和頻率，本著有用信號的幅值和相位不受濾波器影響，干擾信號被衰減掉，合理的選擇濾波器類型和濾波器參數。

      以一階低通濾波器為例，設定典型一階低通濾波器的截止頻率，分析其頻率響應，是否達到設計要求。然后通過離散方法，得到離散域傳遞函數，再得到差分方程，有了差分方程，就可以寫出濾波器函數。

第三步:仿真驗證。

小結：

    本文內容講述了時域、頻域和離散域之間關系，連續系統函數怎么到離散系統函數，通過此方法可將傳遞函數變成MCU執行的代碼，也可以用于控制器的設計。在設計濾波器或者控制器的時候，一定要把函數跟實際的物理模型聯系起來，可加深理解，一切復雜的濾波器或者傳遞函數都是由基本單元組級聯而來，每個基本單元都有著對應的物理模型。

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關于本人：

     本人有多年的電源開發經驗，涉及到的產品有單相光伏逆變器、三相組串逆變器、集中式光伏逆變器、雙向DC/DC，PCS。涉及到的電路拓撲有H4、H6、Boost、Boost-Buck、兩電平三相半橋、T字三電平三相半橋和I字型三電平半橋。近幾年一直做雙向變流器產品，主要做技術管理工作。在這個平臺希望與更多的同行進行交流。