滤波器全解析：定义、分类与功能详解

1.滤波器

工程上根据输出端口对信号频率范围的要求，设计专门的网络，置于输入—输出端口之间，使输出端口所需要的频率分量能够顺利通过，而抑制或削弱不需要的频率分量，这种具有选频功能的中间网络，工程上称为滤波器。

滤波电路的传递函数定义如下所示

2．分类

分类：滤滤波器按滤波特性可分为低通、高通、带通和带阻四类，其传递函数如图所示。

低通滤波器，指低频信号能通过而高频信号不能通过的滤波器；

高通滤波器，指高频信号能通过而低频信号不能通过的滤波器；

带通滤波器，指在某一个频率范围内的信号能通过，而在此之外的信号均不能通过的滤波器；

带阻滤波器，指在某一个频率范围内的信号不能通过，而在此之外的信号均能通过的滤波器。

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

按处理信号分：模拟、数字

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

小结：主要用于滤除干扰信号。一般在微弱信号放大的同时附加滤波功能和信号采样前使用滤波器。

功能：

电路功能：让某一频段的信号顺利通过，滤除其它频段的信号，所以它实际上是一种选频电路。 在微弱信号测量中，滤波器是一个非常重要的电路，模拟滤波器几乎在各种信号处理中必不可少。下图中的信号是经过低通滤波器后的情况。

干扰滤波器：

根据要滤除的干扰信号的频率与工作频率的相对关系，干扰滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等种类。

电磁兼容设计中，低通滤波器用得最多，因为：

1.电磁干扰大多频率较高的信号，因为频率越高的的信号越容易辐射和耦合

2.数字电路中许多高次谐波是电路工作所不需要的，必须滤除，防止对其它电路产生干扰。

3电源线上的滤波器都是地同滤波器。高通滤波器用在干扰频率比信号频率低的场合，如在一些靠近电源线的敏感信号线上滤除电源谐波造成的干扰。带通滤波器用在信号频率仅占较窄带宽的场合，如通信接收机的的天线端口上要安装带通滤波器，仅允许通信信号通过。

带阻滤波器用在干扰频率带宽较窄，而信号频率较宽的场合，如距离大功率电台很近的电缆端口处要安装阻带频率等于电台发射频率的带阻滤波器。

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以上来源于：头条电子工程师笔记

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