滤波器的应用

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一：定义

专门用于去除信号中不想要的成分或者增强所需成分的电子装置。

低通滤波器：容许低频信号通过，但减弱（或减少）频率高于截止频率的信号通过。用在绘制长期走势或均化。

高通滤波器：容许高频信号通过，但减弱（或减少）频率低于截止频率的信号通过。强调细节。 带通滤波器：高通滤波器与低通滤波器的组合。

带阻滤波器：指能通过大多数频率分量，但将某些范围的频率分量衰减到极低水准的滤波器。 全通滤波器：产生时延效果，不会有梳状滤波器的共振。



低通滤波器一阶滤波器的频率响应



一阶滤波器在频率增加一倍（增加octave）时将信号强度减弱一半（大约-6dB）。一阶滤波器幅度波特图在截止频率之下是一条水平线，在截止频率之上则是一条斜线。在两者边界处还有一个“knee curve”在两条直线区域之间平缓转换。

二阶滤波器对于削减高频信号能起到更高的效果。这种类型的滤波器的波特图类似于一阶滤波器，只是它的滚降速率更快。例如，一个二阶的巴特沃斯滤波器（它是一个没有尖峰的临界衰减RLC电路）频率增加一倍时将信号强度衰减到最初的四分之一（每倍频-12dB）。其它的二阶滤波器最初的滚降速度可能依赖于它们的Q因数，但是最后的速度都是每倍频-12dB。

三阶和更高的滤波器也是类似。总之，最后n阶滤波器的滚降速率是每倍频6ndB。

对于任何的巴特沃斯滤波器，如果向右延长水平线并且向左上延伸斜线（函数的渐近线，它们将相交在“截止频率”。一阶滤波器在截止频率的频率响应是水平线下-3Db。不同类型的滤波器---巴特沃斯滤波器，切比雪夫滤波器等----都有不同形状的“knee curves”）许多二阶滤波器设计成有“峰值”或者谐振以得到截止频率处的频率响应处在水平线之上。



“低”和“高”的含义——例如截止频率——依赖于滤波器的特性。（术语“低通滤波器”仅仅是指滤波器响应的形状。一个高通滤波器能够设计成比任何低通滤波器截止频率更低的截止












频率。不同的频率响应是区分它们的依据。）电子滤波器能够设计成任何所期望的频率范围——可以到微波频率（超过1000 MHz）乃至更高。



滤波器实图







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