（已结帖）2011-05-20-工控擂台-谈谈滤波器的分类、原理和作用？ 点击：1704 | 回复：20
1、什么是滤波器？什么是滤波器的通带和阻带?
2、什么是滤波器的品质因数Q？当Q＝0.707时的滤波器有什么特点?
3、谈谈滤波器的分类、原理和作用？
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1、什么是滤波器
滤波器，是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。
2、什么是滤波器的通带和阻带?
信号能通过的频率范围称通频带/通带；
信号受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称阻带；
3、什么是滤波器的品质因数Q？
滤波器的品质因数Q是一个描述滤波器过渡特性的常数。
当Q＝0.707时的滤波器,其过渡特性平坦,且截止频率数值上等于特征频率
4、谈谈滤波器的分类、原理和作用？
1、按所处理的信号
按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。
2、按所通过信号的频段
按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。 低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。 高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。 带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。 带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
3、按所采用的元器件
按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
原理：
滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合的交直流电流分开。电源整流器中，即借助此网路滤净脉动直流中的涟波，而获得比较纯净的直流输出。最基本的滤波器，是由一个电容器和一个电感器构成，称为L型滤波。所有各型的滤波器，都是集合L型单节滤波器而成。
主要作用是：让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。
滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的交流电。滤波器可分为模拟滤波器和离散滤波器两大类。其中模拟滤波器又可分为有源、无源、异类三个分类；离散滤波器又可分为数字、取样模拟、混合三个分类。当然，每个分类又可继续分下去，总之，它们的分类可以形成一个树形结构。
滤波器分类
一）根据滤波器的选频作用分类
⑴ 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。
⑵ 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。
⑶ 带通滤波器
它的通频带在f1～f2
滤波器，是一种能够使特定频率通过。阻止其它频率通过；消除干扰杂讯的器件。
2、什么是滤波器的通带和阻带?
允许信号通过的频率范围称为滤波器的/通带；
阻止信号通过的频率范围称为滤波器的阻带；
3、什么是滤波器的品质因数Q？
滤波器的品质因数Q是一个描述滤波器过渡特性的常数。
当Q＝0.707时的滤波器,其过渡特性平坦,且截止频率数值上等于特征频率
4、谈谈滤波器的分类、原理和作用？
1、按所通过信号的频段
按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。 低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。 高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。 带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。 带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
1按元器件 分
无源和有源滤波器两种。
原理：
滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合的交直流电流分开。电容器滤波器；电感器滤波器，
主要作用是：让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。
滤波就是选波，就是把要使用的信号、能源中的各种不同频率的信号进行筛选，把无用的信号滤掉或者消弱，使其后续的信号、能源比较干净，不会造成后续设备的运行和信号的处理。
因为要处理的信号频率大小不一，混杂到信号里面的无用信号、谐波信号的频率也大小不一，所以这个滤波器根据要处理的处理信号的频率大小分为，低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、傣族滤波器，这些滤波器是按照要筛选掉杂波信号后要保留的信号频率定义的。
电容器的特点就是通交流阻直流，滤波器就是凭借着这样的电容特性，来达到把无用的杂波交流信号从处理的信号中过滤掉。
通过合理的设置滤波器内的电阻电容值来实现滤波器过滤掉信号的频率，即没有受到消弱的信号通过的频率范围称为滤波器的/通带，从信号中过滤掉的频率范围称为滤波器的阻带。
滤波器的品质因数Q是一个描述滤波器过渡特性的常数。当Q＝0.707即滤波器在处理信号的频率与其自身的截止角频率相同时输出信号开始衰减，其频率特性接近与理想特性，截止频率数值上等于特征频率。
滤波器通常分为有源滤波器和无源滤波器，有源滤波器有RC电路和运算放大电路构成，因为放大器是有源元件所以叫做有源滤波器，由RLC元件构成的电路本身不需要电源所以叫无源滤波器。有源滤波器体积小、频率特性好，但是价格高，使用压力较低，容量受到限制。无源滤波器谐振点易受偏移，使用时易受负载的影响，但是由于本身是无源元件，其没有容量限制，可以应用在高压场合，价格便宜在大容量的用电设备中受到广泛的应用。
滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。
主要作用是：让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。 滤波器一般有两个端口，一个输入信号、一个输出信号,利用这个特性可以将通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。
滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合的交直流电流分开。电源整流器中，即借助此网路滤净脉动直流中的涟波，而获得比较纯净的直流输出。最基本的滤波器，是由一个电容器和一个电感器构成，称为L型滤波。所有各型的滤波器，都是集合L型单节滤波器而成。基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成，串联臂为电感器，并联臂为电容器。在电源及声频电路中之滤波器，最通用者为L型及π型两种。
1、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。 频率通带：指能通过滤波器的频率范围 ；频率阻带：指被滤波器抑制或极大地衰减的信号频率范围。
2、滤波器的品质因数Q是一个描述滤波器过渡特性的常数。 当Q＝0.707时的滤波器,其过渡特性平坦,且截止频率数值上等于特征频率。
3、滤波器的分类、原理和作用
⒈根据滤波器的选频作用分类
⑴ 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。
⑵ 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。
⑶ 带通滤波器
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。
低通滤波器与高通滤波器的串联
低通滤波器与高通滤波器的并联
⒉ 根据“最佳逼近特性”标准分类
⑴ 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：
⑵ 切比雪夫滤波器
切贝雪夫滤波器也是从幅频特性方面提出逼近要求的，其幅频响应表达式为： 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。
⑶ 贝塞尔滤波器
只满足相频特性而不关心幅频特性。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。
编辑本段滤波器作用
滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称之为信号。因为自变量时间‘是连续取值的，所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模拟信号(Analog Signal)。随着数字式电子计算机(一般简称计算机)技术的产生和飞速发展，为了便于计算机对信号进行处理，产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说，可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息，波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化，自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播，靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变，有时，甚至是在相当多的情况下，这种畸变还很严重，以致于信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。 滤波，本质上是从被噪声畸变和污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的过程。滤波器的品质因数Q是一个描述滤波器过渡特性的常数。
当Q＝0.707时的滤波器,其过渡特性平坦,且截止频率数值上等于特征频率
1、 滤波器其实就是选频电路，可允许部分频率的信号顺利通过，而另一部分频率的信号受到较大抑制。
信号能通过的频率范围称通频带/通带；受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称阻带；通带和阻带间的分界频率称截止频率。理论上，在通带内电压增益为常数，阻带内的电压增益为零；实际上，通带和阻带间存在一定频率范围的过渡带。
2、分类
2）按物理原理分：机械式、电路式
3)按处理信号分：模拟、数字
按处理信号滤波器可分为模拟滤波器和离散滤波器两大类。其中模拟滤波器又可分为有源、无源、异类三个分类；离散滤波器又可分为数字、取样模拟、混合三个分类。
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。
滤波器（filter），是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。
信号能通过的频率范围称通频带/通带；
信号受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称阻带；
滤波器的品质因数Q是一个描述滤波器过渡特性的常数。
当Q＝0.707时的滤波器,其过渡特性平坦,且截止频率数值上等于特征频率。
滤波器的分类：
1、按所处理的信号
按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。
2、按所通过信号的频段
按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。
低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。
高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。
带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。
带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
3、按所采用的元器件
按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种
滤波的作用主要是去掉脉动电压中的交流成分,使之成为平滑的直流电压。
滤波器是一种能使有用频率信号通过，抑制无用频率成分的电路。其对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效的滤除，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率；
滤波器允许通过的频段称为通带；
滤波器不允许通过的频段称为阻带；
2、什么是滤波器的品质因数Q？当Q＝0.707时的滤波器有什么特点?
Q值是描述滤波器过渡特性的参数，其值反映的是滤波器幅值增益系数， 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。
当滤波器的Q＝0.707时，其截止频率数值上等于特征频率，这时滤波器的过渡特性相当平坦。
3、谈谈滤波器的分类、原理和作用？
按所采用的元器件分类
按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
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。
按“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。
切比雪夫滤波器
切比雪夫滤波器也是从幅频特性方面提出逼近要求的，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。
贝塞尔滤波器
只满足相频特性而不关心幅频特性。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。
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