濾波器,顧名思義,是對(duì)波進(jìn)行過(guò)濾的器件?!安ā笔且粋€(gè)非常廣泛的物理概念,在電子技術(shù)領(lǐng)域,“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時(shí)間起伏變化的過(guò)程。該過(guò)程通過(guò)各類傳感器的作用,被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時(shí)間函數(shù),稱之為各種物理量的時(shí)間波形,或者稱之為信號(hào)。因?yàn)樽宰兞繒r(shí)間‘是連續(xù)取值的,所以稱之為連續(xù)時(shí)間信號(hào),又習(xí)慣地稱之為模擬信號(hào)(Analog Signal)。隨著數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)(一般簡(jiǎn)稱計(jì)算機(jī))技術(shù)的產(chǎn)生和飛速發(fā)展,為了便于計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,產(chǎn)生了在抽樣定理指導(dǎo)下將連續(xù)時(shí)間信號(hào)變換成離散時(shí)間信號(hào)的完整的理論和方法。也就是說(shuō),可以只用原模擬信號(hào)在一系列離散時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)上的樣本值表達(dá)原始信號(hào)而不丟失任何信息,波、波形、信號(hào)這些概念既然表達(dá)的是客觀世界中各種物理量的變化,自然就是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存的各種信息的載體。信息需要傳播,靠的就是波形信號(hào)的傳遞。信號(hào)在它的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)拿恳粋€(gè)環(huán)節(jié)都可能由于環(huán)境和干擾的存在而畸變,甚至是在相當(dāng)多的情況下,這種畸變還很嚴(yán)重,以致于信號(hào)及其所攜帶的信息被深深地埋在噪聲當(dāng)中了。
濾波器種類
按所處理的信號(hào)分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。
按所通過(guò)信號(hào)的頻段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。
低通濾波器:它允許信號(hào)中的低頻或直流分量通過(guò),抑制高頻分量或干擾和噪聲;
高通濾波器:它允許信號(hào)中的高頻分量通過(guò),抑制低頻或直流分量;
帶通濾波器:它允許一定頻段的信號(hào)通過(guò),抑制低于或高于該頻段的信號(hào)、干擾和噪聲;
帶阻濾波器:它抑制一定頻段內(nèi)的信號(hào),允許該頻段以外的信號(hào)通過(guò)。
按所采用的元器件分為無(wú)源和有源濾波器兩種。
無(wú)源濾波器:僅由無(wú)源元件組成的濾波器,它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構(gòu)成的。這類濾波器的優(yōu)點(diǎn)是:電路比較簡(jiǎn)單,不需要直流電源供電,可靠性高;缺點(diǎn)是:通帶內(nèi)的信號(hào)有能量損耗,負(fù)載效應(yīng)比較明顯,使用電感元件時(shí)容易引起電磁感應(yīng),當(dāng)電感L較大時(shí)濾波器的體積和重量都比較大,在低頻域不適用。
有源濾波器:由無(wú)源元件和有源器件組成。這類濾波器的優(yōu)點(diǎn)是:通帶內(nèi)的信號(hào)不僅沒(méi)有能量損耗,而且還可以放大,負(fù)載效應(yīng)不明顯,多級(jí)相聯(lián)時(shí)相互影響很小,利用級(jí)聯(lián)的簡(jiǎn)單方法很容易構(gòu)成高階濾波器,并且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁屏蔽;缺點(diǎn)是:通帶范圍受有源器件的帶寬限制,需要直流電源供電,可靠性不如無(wú)源濾波器高,在高壓、高頻、大功率的場(chǎng)合不適用。
什么是濾波器?它利用離散時(shí)間系統(tǒng)的特性對(duì)輸入信號(hào)波形或頻率進(jìn)行加工處理?;蛘哒f(shuō),把輸入信號(hào)變成一定的輸出信號(hào),從而達(dá)到改變信號(hào)頻譜的目的。
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