滤波器分类与工作原理

滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路.滤波器根据处理信号的情况不同分类也有很多,下面就给大家详细介绍一下. 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. 3.1、无源滤波器: 仅由无源元件(R、L 和C)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. 3.2、有源滤波器:由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器)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(由于不使用电感元件); 缺点是:通带范围受有源器件(如集成运算放大器)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. 4、根据滤波器的安放位置 根据滤波器的安放位置不同,一般分为板上滤波器和面板滤波器. 滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路.滤波器根据使用情况不同,分为以下几类: 数字滤波器、低通滤波器、模拟滤波器和介质滤波器.根据分类不同,他们的工作原理也不同.下面就来介绍一下他们各自的工作原理. 滤波器工作原理: 1、数字滤波器 与模拟滤波器相对应,在离散系统中广泛应用数字滤波器.它的作用是利用离散时间系统的特性对输入信号波形或频率进行加工处理.或者说,把输入信号变成一定的输出信号,从而达到改变信号频谱的目的.数字滤波器一般可以用两种方法来实现:一种方法是用数字硬件装配成一台专门的设备,这种设备称为数字信号处理机;另一种方法就是直接利用通用计算机,将所需要的运算编成程序让通用计算机来完成,即利用计算机软件来实现. 2、低通滤波器(low-passfilter) 低通滤波器是容许低于截至频率的信号通过, 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置. 对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同.当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器, 或高音消除滤波器. 低通滤波器概念有许多不同的形式,其中包括电子线路(如音频设备中使用的hiss 滤波器、平滑数据的数字算法、音障(acoustic barriers)、图像模糊处理等等,这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式. 低通滤波器在信号处理中的作用等同于领域如金融领域中移动平均数(moving average)所起的作用; 低通滤波器有很多种,其中,最通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器. 3、模拟滤波器 模拟滤波器在测试系统或专用仪器仪表中是一种常用的变换装置.例如:带通滤波器用作频谱分析仪中的选频装置;低通滤波器用作数字信号分析系统中的抗频混滤波;高通滤波器被用于声发射检测仪中剔除低频干扰噪声;带阻滤波器用作电涡流测振仪中的陷波器,等等. 4、介质滤波器 介质滤波器利用介质陶瓷材料的低损耗、高介电常数、频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率等特点设计制作的,由数个长型谐振器纵向多级串联或并联的梯形线路构成.其特点是插入损耗小、耐功率性好、带宽窄,特别适合CT1,CT2,900MHz,1.8GHz,2.4GHz,5.8GHz,便携电话、汽车电话、无线耳机、无线麦克风、无线电台、无绳电话以及一体化收发双工器等的级向耦合滤波.