信号滤波器

绝地灬酷狼 2021-11-17 00:46 376阅读 0赞

### 一、信号滤波器的作用 ###

**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、信号滤波器的原理 ###

原理是利用电路的幅频特性，其通带的范围设为有用信号的范围，而把其它频谱成分过滤掉。

### 三、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。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU2MjUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]**图1 滤波前后波形**

### 四、与电源滤波器的区别和共同点 ###

区别：信号滤波器用来过滤信号，其通带是一定的频率范围,而电源滤波器则是用来滤除交流成分,使直流通过,从而保持输出电压稳定;交流电源则是只允许某一特定的频率通过。

相同点:都是用电路的幅频特性来工作。

### 五、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。

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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。

### 六、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。

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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。

### 七、滤波器的分类 ###

**1. 低通滤波器**

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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。

**2. 高通滤波器**

![20190729162856600.png][]

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。

**3. 带通滤波器**

![20190729162943842.png][] ![20190729162956752.png][]

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。

**4. 带阻滤波器**

![20190729163114997.png][] ![20190729163133570.png][]

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。

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