滤波器原理_滤波器介绍

一、引言

滤波器是一种电子装置或系统，其核心功能是使信号中特定的频率成分得以通过，而极大程度地衰减或抑制其他频率成分。这如同为信号的频率设置一个“筛子”，筛选出我们所需要的部分。

二、滤波器基础

滤波器按照其工作原理和特点，可以分为多种类型。按幅频特性划分，有频率通带和频率阻带之分。其中，通带指信号能通过的频率范围，而阻带则是被滤波器抑制或极大程度衰减的信号频率范围。而截止频率则是通带与阻带的交界点。按物理原理分，可以分为机械式和电路式两大类；按处理信号则可分为模拟和数字两大类。

三、滤波器的作用与分类

滤波器的作用主要是对信号进行去杂与分离，包括以下三点：

1. 将有用的信号与噪声分离，增强信号的抗干扰性和信噪比；

2. 滤除不感兴趣的频率成分，提高分析的精确度；

3. 从复杂的频率成分中分离出单一的频率分量。

四、理想与实际滤波器

理想滤波器的频率特性是使通带内信号的幅值和相位都不失真，同时阻带内的频率成分都衰减为零，通带与阻带之间有明显的分界线。理想滤波器实际上并不存在。实际滤波器的幅频特性有所不同，且其特性需由多种参数进行描述，包括信频程选择性、滤波器因素及分辨力等。根据实际应用的需求，还存在不同形式的实际带通滤波器，如恒定带宽带通滤波器和恒定百分比带通滤波器等。

五、RC无源模拟式滤波器

RC无源模拟式滤波器包括一阶RC低通滤波器、一阶高通滤波器和带通滤波器等。这些类型的滤波器主要通过电阻（R）和电容（C）的组合来实现对信号的过滤作用。例如，将RC低通和高通滤波器串联起来，即可组成RC带通滤波器。

六、数字滤波器的简介

数字滤波器是一种通过一定的计算方法和计算程序对离散信号进行加工的装置，以得到满足特定需求的离散信号。数字滤波器有低通、高通、带通和带阻之分，它是对模拟滤波器的一种数字化模拟。例如，模拟RC低通滤波器的输出与输入的关系可以通过数字计算的方式进行模拟和实现。