濾波器是一種用來(lái)消除干擾信號(hào)的器件，對(duì)電源信號(hào)中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除，得到一個(gè)特定頻率的電源信號(hào)，或消除一個(gè)特定頻率后的電源信號(hào)。

濾波器不僅用于頻域，還存在許多其他過(guò)濾目標(biāo)，可以去除某些頻率分量的相關(guān)性。

濾波器可以采用不同的技術(shù)構(gòu)建，相同的傳遞函數(shù)可以通過(guò)不同的方式實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)濾波器的數(shù)學(xué)性質(zhì)相同，但物理性質(zhì)大不相同。

通常，不同技術(shù)的組件彼此直接相似，并在各自的過(guò)濾器中發(fā)揮相同的作用。比如數(shù)字濾波器對(duì)數(shù)字形式表示的信號(hào)進(jìn)行操作，其本質(zhì)是直接在其編程或微代碼中實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)算法，并且對(duì)應(yīng)所需的濾波器傳遞函數(shù)。

濾波器的作用

濾波器的主要作用是降低系統(tǒng)靈敏度，提升系統(tǒng)的抗干擾性。一般在信號(hào)采樣前使用濾波器，讓有用信號(hào)盡可能無(wú)衰減的通過(guò)，對(duì)無(wú)用信號(hào)盡可能大的反射。

濾波器具體的作用是：

（1）將有用的信號(hào)與噪聲分離，提高信號(hào)的抗干擾性及信噪比。

（2）濾掉不感興趣的頻率成分，提高分析精度。

（3）從復(fù)雜頻率成分中分離出單一的頻率分量。

濾波器的分類(lèi)

◆按所處理的信號(hào)可以分類(lèi)為模擬濾波器、數(shù)字濾波器。

◆按所通過(guò)信號(hào)的頻段可以分類(lèi)為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器、全通濾波器。

◆按所采用的的元器件可以分類(lèi)為無(wú)源濾波器、有源濾波器。

◆按安放位置的不同可以分類(lèi)為板上濾波器、面板濾波器。

數(shù)字濾波器

數(shù)字濾波器具有穩(wěn)定性高、設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，避免了模擬濾波器所無(wú)法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問(wèn)題，因而隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)濾波器的功能越來(lái)越受到人們的注意和廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字濾波器對(duì)信號(hào)濾波的方法是：用數(shù)字計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。處理的方法是按照預(yù)先編制的程序進(jìn)行計(jì)算。

數(shù)字濾波器的原理如圖所示，它的核心是數(shù)字處理器。

數(shù)字濾波器是按照程序計(jì)算信號(hào)，達(dá)到濾波的目的。通過(guò)對(duì)數(shù)字濾波器的存儲(chǔ)器編寫(xiě)程序，就可以實(shí)現(xiàn)各種濾波功能。

對(duì)數(shù)字濾波器來(lái)說(shuō)，增加功能就是增加程序，不用增加元件，不受元件誤差的影響，對(duì)低頻信號(hào)的處理也不用增加芯片的體積。用數(shù)字濾波器可以擺脫模擬濾波器被元件限制的困擾。

數(shù)字濾波器的應(yīng)用領(lǐng)域

通信行業(yè)

濾波器可以提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)通信設(shè)備的使用壽命，提高抗干擾性。

語(yǔ)音處理

語(yǔ)音處理是最早應(yīng)用數(shù)字濾波器的領(lǐng)域之一，也是最早推動(dòng)數(shù)字信號(hào)處理理論發(fā)展的領(lǐng)域之一。該領(lǐng)域主要包括語(yǔ)音信號(hào)分析、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音增強(qiáng)和語(yǔ)音編碼。

圖像處理

數(shù)字濾波技術(shù)能應(yīng)用于靜止圖像和活動(dòng)圖像的數(shù)據(jù)壓縮，還應(yīng)用于超聲波和紅外信號(hào)的可見(jiàn)圖像成像。

在數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)通信以及多媒體通信等應(yīng)用中，都離不開(kāi)數(shù)字濾波器。隨著科技的發(fā)展，各行業(yè)對(duì)濾波器的性能要求越來(lái)越高，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛

審核編輯 ：李倩