濾波器是一種用來消除干擾信號的器件，對電源信號中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進(jìn)行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。

濾波器不僅用于頻域，還存在許多其他過濾目標(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)可以通過不同的方式實現(xiàn)，也就是說濾波器的數(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，并在各自的過濾器中發(fā)揮相同的作用。比如數(shù)字濾波器對數(shù)字形式表示的信號進(jìn)行操作，其本質(zhì)是直接在其編程或微代碼中實現(xiàn)數(shù)學(xué)算法，并且對應(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。一般在信號采樣前使用濾波器，讓有用信號盡可能無衰減的通過，對無用信號盡可能大的反射。

濾波器具體的作用是：

（1）將有用的信號與噪聲分離，提高信號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

◆按所處理的信號可以分類為模擬濾波器、數(shù)字濾波器。

◆按所通過信號的頻段可以分類為低通濾波器、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為無源濾波器、有源濾波器。

◆按安放位置的不同可以分類為板上濾波器、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)計靈活等優(yōu)點，避免了模擬濾波器所無法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問題，因而隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)濾波器的功能越來越受到人們的注意和廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字濾波器對信號濾波的方法是：用數(shù)字計算機(jī)對數(shù)字信號進(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算信號，達(dá)到濾波的目的。通過對數(shù)字濾波器的存儲器編寫程序，就可以實現(xiàn)各種濾波功能。

對數(shù)字濾波器來說，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，對低頻信號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，延長通信設(shè)備的使用壽命，提高抗干擾性。

語音處理

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

圖像處理

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

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

審核編輯 ：李倩