什么是濾波器?它是一種對(duì)信號(hào)有處理作用的器件或電路，可以用過(guò)有源濾波和無(wú)源濾波兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們知道，在電路中，電流信號(hào)可以認(rèn)為有很多形式的小電流(電流諧波)疊加而成，有的信號(hào)是有用的，有的信號(hào)是無(wú)用甚至是有害的，它可能會(huì)給整個(gè)電路帶來(lái)干擾，濾波器就可以發(fā)揮作用了，將電路中的一些無(wú)用的信號(hào)給出去，剩下有用的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，它提供這樣的一個(gè)開(kāi)關(guān)通道：有用的信號(hào)可以無(wú)阻礙的通過(guò)，無(wú)效或者有害的信號(hào)被截?cái)嗖荒芡ㄟ^(guò)，從而提高整個(gè)電路的抗干擾能力和電路的穩(wěn)定性。
　　濾波器的分類(lèi)
　　(1)低通濾波器--容許低于截止頻率的信號(hào)通過(guò)，但高于截止頻率的信號(hào)不能通過(guò)，也就是說(shuō)讓某一頻率以下的信號(hào)分量通過(guò)，而對(duì)該頻率以上的信號(hào)分量大大抑制的電容、電感與電阻等器件的組合裝置。當(dāng)使用在音頻應(yīng)用時(shí)，它有時(shí)被稱(chēng)為高頻剪切或高音消除濾波器。
　　(2)高通濾波器--去掉信號(hào)中不必要的低頻成分，去掉低頻干擾，從而實(shí)現(xiàn)讓某一頻率以上的信號(hào)分量通過(guò)，而對(duì)該頻率以下的信號(hào)分量大大抑制的電容、電感與電阻等器件的組合裝置，其作用是濾去音頻信號(hào)中的低音成分，增強(qiáng)中音和高音成分以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的中音和高音單元。
　　(3)帶通濾波器---允許特定頻段的波通過(guò)同時(shí)屏蔽其他頻段的設(shè)備，*簡(jiǎn)單和常見(jiàn)得應(yīng)用就是RLC振蕩回路，從而實(shí)現(xiàn)讓限定的頻帶之內(nèi)的信號(hào)分量通過(guò)，而對(duì)該頻帶之外的信號(hào)分量大大抑制的諧振電路。理想的濾波器應(yīng)該有一個(gè)完全平坦的通帶，例如在通帶內(nèi)沒(méi)有增益或者衰減，并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉，另外，通帶外的轉(zhuǎn)換在極小的頻率范圍完成，這只是從理論上分析它的原理。
　　(4)帶阻濾波器--能通過(guò)大多數(shù)頻率分量、但將某些范圍的頻率分量衰減到極低水平，與帶通濾波器的概念相對(duì)，也就是說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)讓限定的頻帶之外的信號(hào)分量通過(guò)，而對(duì)該頻帶之內(nèi)的信號(hào)分量大大抑制的諧振電路。理想帶阻濾波器在阻帶內(nèi)的增益為零。
　　濾波器的原理
　　每種濾波器的作用都是實(shí)現(xiàn)濾波，但是他們的原理相似卻不相同，我們舉一反三，下面我們以入FIR濾波器的電路圖（iir數(shù)字濾波器的應(yīng)用）為例來(lái)說(shuō)明和分析其原理：

　　在進(jìn)入設(shè)備之前，首先要將信號(hào)通過(guò)A/D器件進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，使之成為8bit的數(shù)字信號(hào)，一般可用速度較高的逐次逼進(jìn)式A/D轉(zhuǎn)換器，不論采用乘累加方法還是分布式算法設(shè)計(jì)FIR濾波器，濾波器輸出的數(shù)據(jù)都是一串序列，要使它能直觀地反應(yīng)出來(lái)，還需經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換。
　　串行結(jié)構(gòu)的FIR濾波過(guò)程就是一個(gè)信號(hào)逐級(jí)延遲的過(guò)程，將各級(jí)延遲輸出加權(quán)累加，得到濾波輸出，其中*主要的運(yùn)算是乘累加運(yùn)算。FIR每完成一次濾波過(guò)程需要進(jìn)行N次乘法和(N-1)次加法運(yùn)算，N為濾波器的階數(shù)。將串行結(jié)構(gòu)展開(kāi)，根據(jù)濾波器的信號(hào)流圖用多個(gè)乘法器和加法器并行實(shí)現(xiàn)。對(duì)濾波速度要求不高時(shí)，可采用串行結(jié)構(gòu)或改進(jìn)串行結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣可以選取資源較少的器件，降低設(shè)計(jì)成本;當(dāng)對(duì)濾波速度有較高要求時(shí)，可以考慮采用并行或DA來(lái)實(shí)現(xiàn)。并行實(shí)現(xiàn)濾波周期為時(shí)鐘周期，速度快，但消耗的資源多，成本高;DA實(shí)現(xiàn)速度較快，消耗的資源較少，成本耗費(fèi)較低。

　　濾波器的作用
　　有的電路可能只需要低頻率的電流信號(hào)高頻信號(hào)是有害的會(huì)帶來(lái)干擾，有的電路可能需要高頻率信號(hào)低頻信號(hào)是有害會(huì)帶來(lái)干擾的，也有的電路僅僅只需要某個(gè)頻段的信號(hào)就可以了，這都是根據(jù)不同的電路的需要和電路特性來(lái)具體的選擇和實(shí)現(xiàn)的。濾波器的作用，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是從被噪聲畸變和污染了的信號(hào)中提取原始信號(hào)所攜帶的信息的過(guò)程。其功能就是得到一個(gè)特定頻率或消除一個(gè)特定頻率。起主要作用是讓有用信號(hào)盡可能無(wú)衰減的通過(guò)，對(duì)無(wú)用信號(hào)盡可能大的衰減，從而得到對(duì)整個(gè)電路*好的信號(hào)輸出供大家選擇。也就是可以滿足大家在電路設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)Σ煌l段的信號(hào)的選擇。
　　總結(jié)
　　隨著模擬電路和模擬元器件的發(fā)展和改革，在模電電路設(shè)計(jì)中，越來(lái)越多不同的需求被大家所要求和提供，如何得到更加有效和有用的信號(hào)，是在整個(gè)設(shè)計(jì)中不變的話題。濾波器設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，更多的高性能的濾波器產(chǎn)品供大家選擇和使用，提供整個(gè)系統(tǒng)的性能和抗干擾能力和穩(wěn)定性等。

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