濾波器基礎(chǔ)知識（一）

允許低于截止頻率的頻率成分通過，并抑制高于截止頻率的頻率成分。從0～f2頻率之間，幅頻特性平直，可以使信號中低于

f2的頻率成分不受衰減地通過，而高于f2工的頻率成分受到極大地衰減。

低通濾波器主要電路形式

高通濾波器（High-Pass Filter）

允許高于截止頻率的頻率成分通過，并抑制低于截止頻率的頻率成分。與低通濾波器相反，從f1～∞頻率之間，其幅頻特性平直，使信號高于f1的頻率成分幾乎無衰減的通過，而低于f1的頻率成分將受到極大地衰減。

帶通濾波器（Band-Pass Filter）：

允許高于截止頻率的頻率成分通過，并抑制低于截止頻率的頻率成分。與低通濾波器相反，從f1～∞頻率之間，其幅頻特性平直，使信號高于f1的頻率成分幾乎無衰減的通過，而低于f1的頻率成分將受到極大地衰減。

帶通濾波器頻率特性

帶阻濾波器（Band-Stop Filter）

允許位于某個頻率范圍外的頻率成分通過，并抑制位于該范圍內(nèi)的頻率成分。與帶通濾波器相反，阻帶在頻率f1～f2之間，它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分受到衰減，而其它頻率成分的信號幾乎不受到衰減地通過。

帶阻濾波器頻率特性

低通濾波器和高通濾波器是濾波器的兩種基本形式，其它的濾波器都可以分解為這兩種類型的濾波器，低通濾波器與高通濾波器的串聯(lián)為帶通濾波器，低通濾波器與高通濾波器的并聯(lián)為帶阻濾波器。

2.根據(jù)能量損耗特性分類

反射式濾波器（Reflective filter）

反射式濾波器又稱無損濾波器，其工作原理是在電磁信號傳輸路徑上形成很大的特性阻抗不連續(xù)，使大部分電磁能量反射回信號源處。反射式濾波器采用電感L、電容C等儲能元件組成的無源網(wǎng)絡(luò)，有很好的頻率選擇特性，但容易產(chǎn)生諧振。

吸收式濾波器（Absorptive filter）

采用有損耗的濾波元件，使騷擾信號的能量消耗在濾波器中，以達(dá)到抑制干擾的目的，又稱有損濾波器，吸收式濾波可避免反射式濾波因寄生參數(shù)效應(yīng)或阻抗不匹配引起的諧振，但其頻率選擇性較差。吸收式濾波器采用鐵氧體材料或其他有損耗材料，將導(dǎo)線穿過或纏繞在各種形狀的鐵氧體材料上，利用其電感及磁場渦流損耗阻斷騷擾信號的傳播。

3、根據(jù)“**逼近特性”標(biāo)準(zhǔn)分類

巴特沃斯濾波器（Butterworth Filter）

從幅頻特性提出要求，而不考慮相頻特性。巴特沃斯濾波器具有**平坦幅度特性，特點是通頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線**限度平坦，沒有紋波，而在阻頻帶則逐漸下降為零。

巴特沃斯低通濾波器可用如下振幅的平方對頻率的公式表示：

切比雪夫濾波器（Chebyshev Filter）

切比雪夫濾波器，又名"車比雪夫濾波器"，是在通帶或阻帶上頻率響應(yīng)幅度等紋波波動的濾波器。切比雪夫濾波器來自切比雪夫分布，是用以紀(jì)念俄羅斯數(shù)學(xué)家巴夫尼提.列波維其.切比雪夫。

切比雪夫濾波器在過渡帶比巴特沃斯濾波器的衰減快，但頻率響應(yīng)的幅頻特性不如后者平坦。切比濾波器和理想濾波器的頻率響應(yīng)曲線之間的誤差最小，但是在通頻帶內(nèi)存在幅度波動。

I型切比雪夫濾波器，切比雪夫濾波器的幅度與頻率的關(guān)系可用下列公司表示：

II型切比雪夫濾波器：

也稱倒數(shù)切比雪夫濾波器，較不常用，因為頻率截止速度不如I型快，也不需要用更多的電子元件。II型切比雪夫濾波器在通頻帶內(nèi)沒有幅度波動，只在阻帶內(nèi)有幅度波動。

II型切比雪夫濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

貝塞爾濾波器（Bessel Filter）

貝塞爾濾波器是具有最平坦的幅度和相位響應(yīng)。帶通的相位響應(yīng)近乎呈線性。貝塞爾濾波器由于具有向其截止頻率以下的所有頻率提供等量延時的特性，才被用于音頻設(shè)備中，在音頻設(shè)備中，必須在不損害頻帶內(nèi)多信號的相位關(guān)系前提下，消除帶外噪聲。描述貝塞爾濾波器低通濾波器的傳遞函數(shù)如下：

理想濾波器是指能使通帶內(nèi)信號的幅值和相位都不失真，阻帶內(nèi)的頻率成分都衰減為零的濾波器，其通帶和阻帶之間有明顯的分界線。也就是說，理想濾波器在通帶內(nèi)的幅頻特性應(yīng)為常數(shù)，相頻特性的斜率為常數(shù)，在通帶外的幅頻特性為零。

理想濾波器的幅頻與相頻特性

實際濾波器：

理想濾波器是不存在的，在實際濾波器的幅頻特性圖中，通帶和阻帶之間應(yīng)沒有嚴(yán)格的界限。在通帶和阻帶之間存在過渡帶，在過渡帶內(nèi)的頻率不會被完全抑制，只會被衰減。濾波器設(shè)計時希望過渡帶越窄越好，也就是希望對通帶外頻率成分衰減的越快越好，實際濾波器設(shè)計時，總是通過各種方法使其盡量逼近理想濾波器。