讲解滤波器原理滤波器原理+种类
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有源电力滤波器的基本原理和分类有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是一种用于消除电力系统中谐波和电流不平衡问题的装置。
它是一种由电子器件组成的滤波器,能够注入特定频率的电流来抵消电网中的谐波,从而实现电流的纯正输出。
下面将介绍有源电力滤波器的基本原理和分类。
基本原理:有源电力滤波器由三相逆变器(Inverter)和控制系统组成。
首先,控制系统采集电网中的电压和电流信号,并进行处理和分析。
接下来,控制器确定电网的谐波特性并计算相应的注入电流。
最后,逆变器产生特定频率和幅度的电流,并通过与电网连接的线路与谐波电流相消。
这样,通过有源电力滤波器可以实现对电流谐波的消除和电流的纯正输出。
分类:根据滤波器的连接方式和使用场景,有源电力滤波器可以分为三种类型:单台型、平行型和串级型。
1.单台型有源电力滤波器:单台型有源电力滤波器适用于单台负载设备或供电点,用于对单一负载设备引起的谐波进行消除。
这种滤波器的工作方式简单,实施成本低,但只能解决单个设备引起的谐波问题。
2.平行型有源电力滤波器:平行型有源电力滤波器通常由多台滤波器并联连接,在一个供电点上对谐波进行消除。
这种连接方式可以同时处理多个电流不平衡或谐波扰动。
平行型滤波器具有相互独立工作的特点,其中一台滤波器的故障不会影响其他滤波器的工作。
3.串级型有源电力滤波器:串级型有源电力滤波器由多个滤波器串联连接在一个供电点上。
每个滤波器负责处理一定范围内的谐波频率。
串级型滤波器具有较大的容载能力,能够处理大电流负载和更复杂的谐波问题,但它的成本更高,并且在安装和维护过程中需要更多的配置。
总结:有源电力滤波器是一种用于消除电力系统中谐波和电流不平衡问题的装置。
通过逆变器产生特定频率和幅度的电流,有源电力滤波器可以实现对电流谐波的消除和电流的纯正输出。
根据滤波器的连接方式和使用场景,有源电力滤波器可以分为单台型、平行型和串级型三种类型。
滤波器的原理和应用滤波器是电子领域中常见的一种电路元件,主要用于滤除信号中的不需要的频率成分,从而得到期望的频率信号。
本文将介绍滤波器的原理、分类和应用。
一、滤波器的原理滤波器的原理是基于信号的频域特性。
信号可以表示为一系列频率不同的正弦波的叠加,而滤波器的任务就是通过选择性地传递或阻断不同频率的成分来实现信号的处理。
滤波器原理的核心是滤波器的频率响应。
滤波器的频率响应描述了在不同频率下信号通过滤波器时的增益或衰减情况。
一般来说,我们将频率响应分为低频通过增益、高频通过衰减或者其他形式。
二、滤波器的分类根据滤波器的特性,我们可以将其分为以下几种主要类型:1. 低通滤波器(Low-pass Filter):该类型滤波器能够通过低于某一截止频率的信号成分,而阻断高于该频率的信号成分。
2. 高通滤波器(High-pass Filter):与低通滤波器相反,高通滤波器会通过高于某一截止频率的信号成分,而阻断低于该频率的信号成分。
3. 带通滤波器(Band-pass Filter):带通滤波器可以通过中心频率区间内的信号成分,而阻断低于和高于该频率区间的信号成分。
4. 带阻滤波器(Band-stop Filter):带阻滤波器能够阻止中心频率区间内的信号成分通过,而通过低于和高于该频率区间的信号成分。
此外,还有一些特殊类型的滤波器,如全通滤波器、陷波滤波器等,根据具体应用需求选择适合的滤波器类型。
三、滤波器的应用滤波器在电子工程中应用广泛,下面将介绍几个常见的应用领域。
1. 语音与音频处理:在语音和音频处理中,滤波器用于去除背景噪声、增加音频的清晰度和质量。
根据所需音频频率的不同成分,可以选择不同类型的滤波器。
2. 无线通信系统:滤波器在无线通信系统中用于信号的调制和解调,以及抑制乱频和干扰信号。
例如,调制解调器中的滤波器可以选择特定频率范围内的信号。
3. 音频设备和音响系统:滤波器在音频设备和音响系统中常用于音频效果处理,如均衡器(Equalizer)和声音效果器(Sound Effects Processor)。
滤波器基本原理与设计方法滤波器作为电子领域中常用的电路元件,广泛应用于信号处理、通信系统、音频放大器等领域。
它的作用是通过选择性地通过或抑制特定频率的信号,将所需的频段从混杂的信号中分离出来或者抑制掉不需要的频率成分。
本文将详细介绍滤波器的基本原理和设计方法。
第一部分:滤波器基本原理在介绍滤波器的设计方法之前,我们需要了解一些基本的滤波器原理。
根据频率选择的特性可以将滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。
1. 低通滤波器低通滤波器能够传递比截止频率低的信号频率,而抑制高于截止频率的信号频率。
在音频放大器中,低通滤波器可以用于去除高于人耳听觉范围的频率。
2. 高通滤波器高通滤波器与低通滤波器相反,能够传递比截止频率高的信号频率,而抑制低于截止频率的信号频率。
在通信系统中,高通滤波器可以用于去除直流偏置信号或者低频噪声。
3. 带通滤波器带通滤波器可以传递一定频率范围内的信号,而抑制其他频率的信号。
在无线通信系统中,带通滤波器常用于选择感兴趣的频率带宽,去除不需要的频率成分。
4. 带阻滤波器带阻滤波器与带通滤波器相反,能够抑制一定频率范围内的信号,而传递其他频率的信号。
在音频系统中,带阻滤波器可以用于去除特定频率的噪声或者干扰。
第二部分:滤波器设计方法滤波器的设计是根据具体的需求和性能指标进行的。
设计一个滤波器需要考虑以下几个方面:1. 频率响应滤波器的频率响应描述了在不同频率下的增益或衰减情况。
根据需求,选择合适的截止频率、通带和阻带范围等参数,设计滤波器的频率响应。
2. 滤波器类型根据具体的应用场景和需要,选择适合的滤波器类型。
例如,如果需要去除高于一定频率的信号,可以选择低通滤波器。
3. 滤波器阶数滤波器的阶数决定了其在截止频率附近的衰减率。
阶数越高,滤波器的性能越好,但相应的电路复杂度也会增加。
4. 滤波器响应特性根据不同的需求,选择所需的滤波器响应特性。
常见的有Butterworth响应、Chebyshev响应和椭圆形响应等。
滤波器种类作用原理滤波器是一种电子电路,它可以根据频率的不同,选择性地通过或抑制电路中的信号。
根据作用原理和种类的不同,滤波器可以分为多种类型。
1. 低通滤波器(Low-pass filter)低通滤波器是一种能够通过较低频率信号而抑制高频信号的滤波器。
它的作用是削弱或过滤掉输入信号中高于截止频率的频率分量。
低通滤波器广泛应用于音频和通信领域,常用于去除高频噪声。
2. 高通滤波器(High-pass filter)高通滤波器是一种能够通过较高频率信号而抑制低频信号的滤波器。
它的作用是削弱或过滤掉输入信号中低于截止频率的频率分量。
高通滤波器常用于音频和通信领域,常用于削弱或滤除低频噪声。
3. 带通滤波器(Band-pass filter)带通滤波器是一种能够通过一些频率范围内的信号而抑制其他频率范围内的信号的滤波器。
它的作用是只允许通过滤波器中选择的中心频率附近的频率分量,同时抑制其他频率范围的信号。
带通滤波器常用于音频、无线通信和图像处理等领域。
4. 带阻滤波器(Band-stop filter)带阻滤波器是一种能够通过除了一些频率范围内的信号外的其他信号的滤波器。
它的作用是削弱或完全抑制一些频率范围内的信号,同时允许通过其他频率范围的信号。
带阻滤波器常用于音频、无线通信和图像处理等领域。
5. 陷波滤波器(Notch filter)陷波滤波器是一种能够抑制特定频率的信号,但对其他频率相对较不敏感的滤波器。
它的作用是在滤波器的中心频率处产生一个深度抑制的窄带,用于削弱或滤除特定的干扰信号。
陷波滤波器常用于音频、无线通信和图像处理等领域。
滤波器的原理基于信号的频率特性,利用电子器件的非线性特性或通过设计合适的电路,选择性地通过或抑制输入信号中不同频率的分量。
常见的滤波器电路包括电容、电感和电阻等元件的组合。
通过调整元件的数值、组合方式和连接方式,可以实现不同类型的滤波器。
滤波器的工作原理可以根据其类型细分为不同的方法,例如使用RC电路或LC电路来实现滤波效果。
了解滤波器的种类和工作原理滤波器是一种用于信号处理和电子通信中的重要设备。
它能够通过不同的工作原理对信号进行筛选和调整,以满足特定的需求。
本文将介绍滤波器的种类和工作原理。
一、低通滤波器低通滤波器是一种常见的滤波器类型,其主要作用是通过允许低频信号通过,而阻断高频信号。
这种滤波器可以用于音频处理、图像处理以及信号传输等领域。
低通滤波器的工作原理是利用电容和电感的相互作用,将高频成分分离并滤除。
二、高通滤波器高通滤波器与低通滤波器相反,它能够通过高频信号,并阻断低频信号。
在音频系统中,高通滤波器常用于消除低频杂音和低频噪声。
高通滤波器的工作原理是利用电容和电感的组合,将低频成分滤除。
三、带通滤波器带通滤波器是一种能够选择一定频率范围内信号的滤波器。
它可以同时阻断低频和高频信号,只允许中间频率范围的信号通过。
带通滤波器广泛应用于无线通信、雷达系统以及音频设备等领域。
它的工作原理是通过组合低通滤波器和高通滤波器来实现对频率的选择性。
四、带阻滤波器带阻滤波器是一种能够阻断一定频率范围内信号的滤波器。
它与带通滤波器相反,只允许低频和高频信号通过,而阻断中间频率范围的信号。
带阻滤波器被广泛应用于抑制特定频率的干扰信号和噪声。
其工作原理是通过将低通滤波器和高通滤波器串联,实现对特定频率范围的阻断。
五、数字滤波器数字滤波器是一种基于数字信号处理的滤波器。
与模拟滤波器相比,数字滤波器具有更好的灵活性和可调性。
它可以通过对数字信号进行采样和离散处理来实现滤波效果。
数字滤波器广泛应用于音频处理、图像处理、无线通信等领域。
六、激励响应滤波器激励响应滤波器是一种通过输入激励信号和滤波器的单位冲激响应来实现滤波效果的滤波器。
它根据不同的输入激励信号形状和滤波器响应特性,可以实现各种滤波效果,如低通、高通、带通和带阻等。
七、滤波器工作原理滤波器的工作原理基于信号的频率分量和滤波器的频率响应特性之间的相互作用。
当信号经过滤波器时,滤波器会根据其特定的频率响应特性对信号的各个频率分量进行加权调整或滤除,从而实现对信号频谱的调整或筛选。
滤波器原理滤波器是一种能够通过选择性地传递或者抑制特定频率成分的电路或设备。
在电子学和信号处理中,滤波器扮演着非常重要的角色,它们被广泛应用于无线通信、音频处理、图像处理等领域。
滤波器的原理是基于信号的频率特性进行选择性的处理,本文将介绍滤波器的工作原理及其在实际应用中的重要性。
首先,我们来了解一下滤波器的分类。
根据频率特性的不同,滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种基本类型。
低通滤波器可以传递低频信号而抑制高频信号,高通滤波器则相反,它可以传递高频信号而抑制低频信号。
带通滤波器可以选择性地传递某一范围内的频率信号,而带阻滤波器则可以抑制某一范围内的频率信号。
不同类型的滤波器在实际应用中有着不同的作用,可以根据需要选择合适的类型来实现信号的处理。
其次,滤波器的工作原理是基于频率选择特性的。
在滤波器中,通常会使用电容、电感、电阻等元件来实现对不同频率信号的处理。
以低通滤波器为例,当输入信号经过滤波器时,高频成分会被滤除,只有低频成分能够通过。
这是因为在低通滤波器中,电容和电感的作用会导致高频信号被短路或开路,从而实现对高频信号的抑制。
而对于高通滤波器来说,则是相反的原理,它会抑制低频信号而传递高频信号。
带通滤波器和带阻滤波器则是通过多种滤波器元件的组合来实现对特定频率范围的选择性处理。
最后,滤波器在实际应用中有着非常重要的作用。
在无线通信系统中,滤波器可以用来抑制干扰信号,提高信号的质量;在音频处理中,滤波器可以用来调节音色,改善音质;在图像处理中,滤波器可以用来去除噪声,增强图像的清晰度。
因此,滤波器在现代电子技术中扮演着不可或缺的角色,它们的性能和设计对于整个系统的性能和稳定性都有着至关重要的影响。
总之,滤波器作为一种能够选择性地处理信号频率成分的电路或设备,在电子学和信号处理领域中有着广泛的应用。
通过对不同类型滤波器的工作原理和在实际应用中的重要性的了解,我们可以更好地理解滤波器在各种电子系统中的作用,为系统设计和应用提供更好的指导和支持。
电路基础原理交流电路中的滤波器电路基础原理:交流电路中的滤波器在电子领域,滤波器是一种用于去除信号中不需要的频率成分的电路。
它在各种电子设备中发挥着重要作用,用于改善信号质量和过滤掉噪声。
在交流电路中,滤波器的应用尤为重要。
一、滤波器的基本原理滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。
它们分别针对不同频率范围内的信号进行处理。
1.低通滤波器低通滤波器允许低频信号通过而抑制高频信号。
它在实际应用中常用于消除高频噪声,使得输出信号更加平滑。
低通滤波器的基本原理是通过电容器和电感器构成的RC或RL电路,使得高频的信号被衰减或抑制。
2.高通滤波器与低通滤波器相反,高通滤波器允许高频信号通过而抑制低频信号。
它常用于消除低频噪声,使得输出信号更加纯净。
高通滤波器的基本原理是通过电容器和电感器构成的CR或LR电路,使得低频的信号被衰减或抑制。
3.带通滤波器带通滤波器允许特定范围的频率信号通过,而在其他频率范围内进行衰减。
它可用于选择或提取特定频率范围内的信号。
带通滤波器的基本原理是通过多个电容器和电感器组成的串并联CRLC电路,实现对特定频率范围信号的选择性放行或抑制。
4.带阻滤波器带阻滤波器与带通滤波器相反,它允许特定频率范围外的信号通过,而在该范围内进行衰减。
带阻滤波器的基本原理是通过多个电容器和电感器组成的串并联CRLC电路,实现对特定频率范围信号的选择性放行或抑制。
二、交流电路中的滤波器应用交流电路中的滤波器广泛应用于各种电子设备中,如音频放大器、功率放大器、收音机、电视机以及通信设备等。
1.音频放大器音频放大器通常需要将输入信号进行放大,但同时也会放大原信号中的噪声。
通过在输入信号前加入低通滤波器,可以有效减小噪声对输出信号的影响,提高音质。
2.功率放大器在功率放大器中,为了保证输出信号的纯净度和稳定性,常常使用带通滤波器将输入信号中的杂散频率进行去除,从而得到干净的输出信号。
滤波器滤波器是对波进行过滤的器件,是一种让某一频带内信号通过,同时又阻止这一频带外信号通过的电路。
滤波器主要有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器三种,按照电路工作原理又可分为无源和有源滤波器两大类。
今天,小编主要对低通、高通还有带通三种滤波器做以下简单的介绍,希望电子爱好者的朋友们看完有一点小小的收获。
低通滤波器电感阻止高频信号通过而允许低频信号通过,电容的特性却相反。
信号能够通过电感的滤波器、或者通过电容连接到地的滤波器对于低频信号的衰减要比高频信号小,称为低通滤波器。
低通滤波器原理很简单,它就是利用电容通高频阻低频、电感通低频阻高频的原理。
对于需要截止的高频,利用电容吸收电感、阻碍的方法不使它通过;对于需要放行的低频,利用电容高阻、电感低阻的特点让它通过。
最简单的低通滤波器由电阻和电容元件构成,如下图。
该低通滤波器的作用是让低于转折频率f。
的低频段信号通过,而将高于转折频率f。
的信号去掉。
这一低通滤波器的工作原理是这样:当输入信号Vin中频率低于转折频率f。
的信号加到电路中时,由于C的容抗很大而无分流作用,所以这一低频信号经R输出。
当Vin中频率高于转折频率f。
时,因C的容抗已很小,故通过R的高频信号由C分流到地而无输出,达到低通的目的。
这一RC低通滤波器的转折频率f。
由下式决定:低通滤波器除这种RC电路外,还可以是LC等电路形式。
高通滤波器最简单的高通滤波器是“一阶高通滤波器”,它的的特性一般用一阶线性微分方程表示,它的左边与一阶低通滤波器完全相同,仅右边是激励源的导数而不是激励源本身。
当较低的频率通过该系统时,没有或几乎没有什么输出,而当较高的频率通过该系统时,将会受到较小的衰减。
实际上,对于极高的频率而言,电容器相当于“短路”一样,这些频率,基本上都可以在电阻两端获得输出。
换言之,这个系统适宜于通过高频率而对低频率有较大的阻碍作用,是一个最简单的“高通滤波器”,如下图。
这一电路的工作原理是这样:当频率低于f。
滤波器工作原理滤波器是一种能够改变信号频率特性的电路或设备,它可以通过增强或抑制特定频率的信号来实现信号的处理和分析。
滤波器在电子电路、通信系统、音频处理等领域都有着广泛的应用,其工作原理是基于信号的频率特性进行处理,下面我们将详细介绍滤波器的工作原理。
首先,我们需要了解滤波器的分类。
根据频率特性的不同,滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种基本类型。
低通滤波器可以通过滤除高频信号来使低频信号通过,高通滤波器则相反,可以滤除低频信号来使高频信号通过。
带通滤波器可以选择特定的频率范围内的信号通过,而带阻滤波器则可以选择特定的频率范围内的信号被滤除。
其次,滤波器的工作原理是基于信号的频率特性进行处理。
当信号经过滤波器时,滤波器会根据其设计的频率特性对信号进行处理。
以低通滤波器为例,当输入信号包含多个频率成分时,低通滤波器会滤除高频成分,只允许低频成分通过。
这是通过滤波器内部的电路结构和元件参数来实现的,例如电容、电感、电阻等元件的组合可以形成不同类型的滤波器,从而实现对信号频率特性的处理。
另外,滤波器的工作原理还涉及到信号的频域分析。
信号可以表示为时域和频域两种形式,时域表示信号随时间的变化,而频域则表示信号的频率成分。
滤波器的工作原理是基于对信号频域特性的分析和处理,通过对信号进行频域分析,可以确定需要滤除或保留的频率范围,从而设计相应类型的滤波器来实现信号的处理。
总的来说,滤波器的工作原理是基于对信号频率特性的分析和处理,通过滤波器可以实现对信号频率特性的改变,从而达到不同的信号处理和分析的目的。
不同类型的滤波器有着不同的频率特性和工作原理,可以根据具体的应用需求选择合适的滤波器类型来实现信号的处理和分析。
希望本文对滤波器工作原理的理解有所帮助。
讲解滤波器原理滤波器原理+种类滤波器原理存在一定难度,不同滤波器原理往往存在一定区别,但滤波器原理并非无法掌握。
本文中,将为大家详细讲解滤波器原理,并介绍滤波器分类。
基于类别,大家可更好理解滤波器原理。
滤波器是一种选频装置,可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减其他频率成分。
利用滤波器的这种选频作用,可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
换句话说,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。
滤波的概念滤波是信号处理中的一个重要概念,滤波电路的作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分,保留其直流成分,使输出电压纹波系数降低,波形变得比较平滑。
一般来说,滤波分为经典滤波和现代滤波。
经典滤波是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念,根据高等数学理论,任何一个满足一定条件的信号,都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。
换句话说,就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。
只允许一定频率范围内的信号成分正常通过,而阻止另一部分频率成分通过的电路,叫做经典滤波器或滤波电路。
在经典滤波和现代滤波中,滤波器模型其实是一样的(硬件方面的滤波器其实进展并不大),但现代滤波还加入了数字滤波的很多概念。
滤波电路的原理当流过电感的电流变化时,电感线圈中产生的感应电动势将阻止电流的变化。
当通过电感线圈的电流增大时,电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反,阻止电流的增加,同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中;当通过电感线圈的电流减小时,自感电动势与电流方向相同,阻止电流的减小,同时释放出存储的能量,以补偿电流的减小。
因此经电感滤波后,不但负载电流及电压的脉动减小,波形变得平滑,而且整流二极管的导通角增大。
在电感线圈不变的情况下,负载电阻愈小,输出电压的交流分量愈小。
只有在RL>>ωL时才能获得较好的滤波效果。
L愈大,滤波效果愈好。
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。
理想滤波器与实际滤波器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。
实际滤波器理想滤波器是不存在的,在实际滤波器的幅频特性图中,通带和阻带之间应没有严格的界限。
在通带和阻带之间存在一个过渡带。
在过渡带内的频率成分不会被完全抑制,只会受到不同程度的衰减。
当然,希望过渡带越窄越好,也就是希望对通带外的频率成分衰减得越快、越多越好。
因此,在设计实际滤波器时,总是通过各种方法使其尽量逼近理想滤波器。
1、纹波幅度d在一定频率范围内,实际滤波器的幅频特性可能呈波纹变化,其波动幅度d与幅频特性的平均值A0相比,越小越好,一般应远小于-3dB。
2、截止频率fc幅频特性值等于0.707A0所对应的频率称为滤波器的截止频率。
以A0为参考值,0.707A0对应于-3dB点,即相对于A0衰减3dB。
若以信号的幅值平方表示信号功率,则所对应的点正好是半功率点。
3、带宽B和品质因数Q值上下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽,或-3dB 带宽,单位为Hz。
带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力——频率分辨力。
在电工学中,通常用Q代表谐振回路的品质因数。
在二阶振荡环节中,Q值相当于谐振点的幅值增益系数,Q=1/2ξ(ξ——阻尼率)。
对于带通滤波器,通常把中心频率f0( )和带宽B之比称为滤波器的品质因数Q。
例如一个中心频率为500Hz的滤波器,若其中-3dB带宽为10Hz,则称其Q值为50。
Q值越大,表明滤波器频率分辨力越高。
4、倍频程选择性W在两截止频率外侧,实际滤波器有一个过渡带,这个过渡带的幅频曲线倾斜程度表明了幅频特性衰减的快慢,它决定着滤波器对带宽外频率成分衰阻的能力。
通常用倍频程选择性来表征。
所谓倍频程选择性,是指在上截止频率fc2与2fc2之间,或者在下截止频率fc1与fc1/2之间幅频特性的衰减值,即频率变化一个倍频程时的衰减量或倍频程衰减量以dB/oct表示(octave,倍频程)。
显然,衰减越快(即W值越大),滤波器的选择性越好。
对于远离截止频率的衰减率也可用10倍频程衰减数表示之。
即[dB/10oct]。
5、滤波器因数(或矩形系数)滤波器因数是滤波器选择性的另一种表示方式,它是利用滤波器幅频特性的-60dB带宽与-3dB带宽的比值来衡量滤波器选择性。
理想滤波器=1,常用滤波器=1-5,显然,越接近于1,滤波器选择性越好。
滤波器的分类根据滤波器的选频作用分类低通滤波器从0~f2频率之间,幅频特性平直,它可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰减地通过,而高于f2的频率成分受到极大地衰减。
高通滤波器与低通滤波相反,从频率f1~∞,其幅频特性平直。
它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过,而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。
带通滤波器它的通频带在f1~f2之间。
它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过,而其它成分受到衰减。
带阻滤波器与带通滤波相反,阻带在频率f1~f2之间。
它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减,其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过。
低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式,其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器,例如:低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器,低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。
根据“最佳逼近特性”标准分类巴特沃斯滤波器从幅频特性提出要求,而不考虑相频特性。
巴特沃斯滤波器具有最大平坦幅度特性。
切贝雪夫滤波器切贝雪夫滤波器也是从幅频特性方面提出逼近要求的。
ε是决定通带波纹大小的系数,波纹的产生是由于实际滤波网络中含有电抗元件;Tn是第一类切贝雪夫多项式。
与巴特沃斯逼近特性相比较,这种特性虽然在通带内有起伏,但对同样的n值在进入阻带以后衰减更陡峭,更接近理想情况。
ε值越小,通带起伏越小,截止频率点衰减的分贝值也越小,但进入阻带后衰减特性变化缓慢。
切贝雪夫滤波器与巴特沃斯滤波器进行比较,切贝雪夫滤波器的通带有波纹,过渡带轻陡直,因此,在不允许通带内有纹波的情况下,巴特沃斯型更可取;从相频响应来看,巴特沃斯型要优于切贝雪夫型,通过上面二图比较可以看出,前者的相频响应更接近于直线。
贝塞尔滤波器贝塞尔滤波器又称最平时延或恒时延滤波器。
其相移和频率成正比,即为一线性关系。
但是由于它的幅频特性欠佳,而往往限制了它的应用。
按所采用的元器件分为无源和有源滤波器无源滤波器无源滤波器仅由无源元件组成的滤波器,它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。
这类滤波器的优点是:电路比较简单,不需要直流电源供电,可靠性高;缺点是:通带内的信号有能量损耗,负载效应比较明显,使用电感元件时容易引起电磁感应,当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大,在低频域不适用。
有源滤波器有源滤波器由无源元件和有源器件组成。
这类滤波器的优点是:通带内的信号不仅没有能量损耗,而且还可以放大,负载效应不明显,多级相联时相互影响很小,利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器,并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽;缺点是:通带范围受有源器件的带宽限制,需要直流电源供电,可靠性不如无源滤波器高,在高压、高频、大功率的场合不适用。
按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器数字滤波器基本原理必须利用采样定理(sampling theorem)进行采样。
输入信号经过模拟低通滤波即抗折叠滤波器(anti-aliasing filter)去掉输入信号中的高频分量。
经过平滑化的模拟信号再用于采样。
另外D-A转换后模拟信号要经过平滑滤波器(smoothing filter)进行平滑处理,该工作可用模拟低通滤波器来完成。
另外,数字通信中使用的数字均衡器(digital equalizer)也可以视作一种数字滤波器,但是用数字均衡器直接进行数字信号处理时,就不再需要图中的A-D转换器和D-A转换器。
所谓数字滤波器,就是把输入序列通过一定的运算变换成输出序列。
这样,x(n)通过系统h(n)的结果是使得输出y(n)中不再含有|w|>wc的频率部分,而使|w|数字滤波器的主要特点:1、数字滤波器对外界环境不太敏感,具有更高的可靠性。
2、数字滤波器可以实现精确的线性相位和多速率处理等模拟滤波器无法实现的功能。
3、数字滤波器只要提高字长,可以实现任意精度的信号处理。
4、数字滤波器实现更加灵活,并能同时进行信号的存储。
5、数字处理的信号的频域宽度要受到采样率的限制。
数字滤波器与模拟滤波器的主要区别1、数字滤波器用于离散系统,模拟滤波器用于连续时间系统,也可以用在离散时间系统中,比如SC(开关电容)滤波器。
2、数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。
数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理,以达到改变信号频谱的目的。
数字滤波器可用计算机软件实现,也可用大规模集成数字硬件实现。
模拟滤波器有有源和无源的,有源滤波器主要是有运放,或者跨到运放,及电阻,电容构成。
无源的滤波器主要是R,L,C 构成。
模拟滤波器会有电压漂移、温度漂移和噪声等问题,而数字滤波器不存在这些问题,因而可以达到很高的稳定度和精度。
3、从实现手段上看,模拟滤波器一般用电容,电感这些模拟器件搭建的,数字滤波器可以通过软件或者数字芯片来实现。
模拟滤波器参数改变时要更换电容、电感,很麻烦。
数字滤波器参数改变时有时只需要修改一下系数就可以做到了(如软件实现时)。
4、从技术指标上看,举个例子模拟滤波器要达到-60dB就非常困难了,而数字滤波器可以比较容易地达到这个指标。
5、模拟滤波器和数字滤波器最大的区别是数字滤波器关于Fs/2频率是翻转的,也就是对称的;而模拟滤波器不是。
所以在DAC之中会选择大量插值滤波,把镜频频率放到很远的频点上,之后在射频段用声表这样的模拟滤波器滤掉镜频。
所以数字模拟滤波器缺一不可。
6、模拟滤波器与数字滤波器的表达方式不同:模拟滤波器用H(S)表示,而数字滤波器用H(Z)表示。
模拟滤波器是以幅频特性的逼近为主,而数字滤波器则可以实现相位的匹配。