wie man einen Tiefpassfilter für Rechteckwellenform entwirft

Auf diese Frage kann es keine allgemeine Antwort geben. Die ideale Rechteckwellenform umfasst harmonische Frequenzen bis unendlich, so dass jeder Tiefpassfilter, den Sie verwenden, die Harmonischen über der Passbandfrequenz reduziert. Dies wird als "Klingeln" angesehen, da das Ergebnis dem Hinzufügen dieser gefilterten Harmonischen zur idealen Rechteckwellenform entspricht (genau gesagt, die Harmonischen werden subtrahiert, aber es ist nur eine negierte Addition).

Der Pegel der Harmonischen nimmt gemäß der sinc-Funktion gegen unendlich ab: Wenn die Grundfrequenz eine Rechteckwelle ist$x$, Harmonische kommen zu Frequenzen$f=x+2Nx$, Wo$N$ist ganzzahlig${1,2,3,...}$, und den relativen Pegel der Harmonischen für jeden$f$Ist$|\sin(\pi f/(2x))/(f/x)|$(Die Gleichung wird nur von der Sinc-Funktion vereinfacht, die so normalisiert ist, dass der Pegel 1 beträgt$x$). In der Praxis wird also der Oberwellenpegel nach einer bestimmten Frequenz unbedeutend und kann herausgefiltert werden, aber die Frequenzgrenze hängt von der Anwendung ab, d. h. sie hängt vom zulässigen Klingelpegel und der Anstiegsgeschwindigkeit ab (beachten Sie, dass auch die Anstiegsgeschwindigkeit niedriger wird je niedriger die Frequenzgrenze ist). Wenn beispielsweise die Rechteckwelle ein Taktsignal ist, können Sie sogar mit einem Filterpassband auskommen, das der Taktfrequenz entspricht. Dann bleibt im Grunde nur noch die Basis-Sinuskomponente übrig, aber da Sie nur ein periodisches Signal benötigen, könnte das ausreichen. Abgesehen davon gibt es keine einfache allgemeine Regel für das erforderliche Filterpassband.