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一、概述

1.定义
凡是可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器,相当于频率“筛子”。

2.分类

幅频特性如下

频率通带:能通过滤波器的频率范围
频率阻带:被滤波器抑制或极大地衰减的信号频率范围。
截止频率:通带与阻带的交界点。

2)按物理原理分:机械式、电路式

3)按处理信号分:模拟、数字

3.滤波器的作用
1)将有用的信号与噪声分离,提高信号的抗干扰性及信噪比;
2)滤掉不感兴趣的频率成分,提高分析精度;
3)从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。

二、理想滤波器与实际滤波器

1.理想滤波器的频率特性
理想滤波器:使通带内信号的幅值和相位都不失真,阻喧内的频率成分都衰减为零的滤波器,其通带和阻带之间有明显的分界线。 如理想低通滤波器的频率响应函数为

理想滤波器实际上并不存在。

2.实际滤波器
实际滤波器的幅频特性如下图所示

实际滤波器的特性需要以下参数描述:

①信频程选择性: 与上、下截止频率处相比,频率变化一倍频程时幅频特性的衰减量,即

信频程选择性总是小于等于零,显然,计算信量的衰减量越大,选择性越好。

②滤波器因素 :-60dB处的带宽与-3dB处的带宽之比值,即

③分辨力:即分离信号中相邻频率成分的能力,用品质因素Q描述。

3.实际带通滤波器的形式

①恒定带宽带通滤波器:B=常量,与中心频率f0无关。

②恒定百分比带通滤波器:

在高频区恒定百分比带通滤波器的分辨率比恒定带宽带通滤波器差。

三、RC无源模拟式滤波器

1.一阶RC低通滤波器

2.一阶高通滤波器

3.带通滤波器

将RC低通和高通滤波器串联起来,就可以组成RC带通滤波器。

四、数字滤波器简介

数学滤波:通过一定的计算方法和计算程序对离散信号进行加工,将其改造成新要求的。离散信号,有低通、高通、带通、带阻之分。数字滤波是对模拟滤波的一种模拟。如模拟RC低通滤波器,输出与输入的关系式为: