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行業(yè)新聞

【濾波器】 濾波器概述

發(fā)布日期:2019-12-16 點擊次數(shù):487
濾波器是一種選頻裝置,可以使信號中特定的頻率成分通過,而極大地衰減其它頻率成分。
一、概述
1、定義

凡是可以使信號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,相當于頻率“篩子”。 
濾波器
濾波器

2、分類
濾波器
     幅頻特性如下:
濾波器
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頻率范圍。
截止頻率:通帶與阻帶的交界點。
2)按物理原理分:機械式、電路式;
按處理信號分:模擬、數(shù)字
3、濾波器的作用
1)將有用的信號與噪聲分離,提高信號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
濾波器
濾波器
理想濾波器實際上并不存在。
2、實際濾波器
實際濾波器的幅頻特性如下圖所示
濾波器

實際濾波器的特性需要以下參數(shù)描述:
濾波器
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幅頻特性的衰減量,即
濾波器
信頻程選擇性總是小于等于零,顯然,計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
濾波器
③分辨力:即分離信號中相鄰頻率成分的能力,用品質(zhì)因素Q描述。
濾波器
3、實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。
濾波器

三、RC無源模擬式濾波器 

1、一階RC低通濾波器
濾波器
濾波器

濾波器

2、一階高通濾波器
濾波器
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)字濾波器簡介
數(shù)學(xué)濾波:通過一定的計算方法和計算程序?qū)﹄x散信號進行加工,將其改造成新要求的。離散信號,有低通、高通、帶通、帶阻之分。數(shù)字濾波是對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:
濾波器
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