濾波器,濾波器電路,濾波器原理

濾波器,濾波器電路,濾波器原理

一、概述

1．定義

凡是可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器，相當(dāng)于頻率“篩子”。

2．分類

幅頻特性如下

頻率通帶：能通過濾波器的頻率范圍

頻率阻帶：被濾波器抑制或極大地衰減的信號(hào)頻率范圍。

截止頻率：通帶與阻帶的交界點(diǎn)。

2）按物理原理分：機(jī)械式、電路式

按處理信號(hào)分：模擬、數(shù)字

3．濾波器的作用

1）將有用的信號(hào)與噪聲分離，提高信號(hào)的抗干擾性及信噪比；

2）濾掉不感興趣的頻率成分，提高分析精度；

3）從復(fù)雜頻率成分中分離出單一的頻率分量。

二、理想濾波器與實(shí)際濾波器

1．理想濾波器的頻率特性

理想濾波器：使通帶內(nèi)信號(hào)的幅值和相位都不失真，阻喧內(nèi)的頻率成分都衰減為零的濾波器，其通帶和阻帶之間有明顯的分界線。

如理想低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為

理想濾波器實(shí)際上并不存在。

2．實(shí)際濾波器

實(shí)際濾波器的幅頻特性如下圖所示

實(shí)際濾波器的特性需要以下參數(shù)描述：

①信頻程選擇性：

與上、下截止頻率處相比，頻率變化一倍頻程時(shí)幅頻特性的衰減量，即

信頻程選擇性總是小于等于零，顯然，計(jì)算信量的衰減量越大，選擇性越好。

②濾波器因素 ：－60dB處的帶寬與－3dB處的帶寬之比值，即

③分辨力：即分離信號(hào)中相鄰頻率成分的能力，用品質(zhì)因素Q描述。

3．實(shí)際帶通濾波器的形式

①恒定帶寬帶通濾波器:B=常量，與中心頻率f0無關(guān)。

②恒定百分比帶通濾波器：

在高頻區(qū)恒定百分比帶通濾波器的分辨率比恒定帶寬帶通濾波器差。

三、RC無源模擬式濾波器

1．一階RC低通濾波器

2．一階高通濾波器

3．帶通濾波器

將RC低通和高通濾波器串聯(lián)起來，就可以組成RC帶通濾波器。

四、數(shù)字濾波器簡(jiǎn)介

數(shù)學(xué)濾波：通過一定的計(jì)算方法和計(jì)算程序?qū)﹄x散信號(hào)進(jìn)行加工，將其改造成新要求的。離散信號(hào)，有低通、高通、帶通、帶阻之分。數(shù)字濾波是對(duì)模擬濾波的一種模擬。如模擬RC低通濾波器，輸出與輸入的關(guān)系式為：