濾波器

濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分。利用濾波器的這種選頻作用，可以濾除干擾噪聲或進行頻譜分析。換句話說，凡是可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器。濾波器，是對波進行過濾的器件?！安ā笔且粋€非常廣泛的物理概念，在電子技術領域，“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用，被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時間函數(shù)，稱之為各種物理量的時間波形，或者稱之為信號。因為自變量時間是連續(xù)取值的，所以稱之為連續(xù)時間信號，又習慣地稱之為模擬信號(Analog Signal)。濾波是信號處理中的一個重要概念，在直流穩(wěn)壓電源中濾波電路的作用是盡可能減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波系數(shù)降低，波形變得比較平滑。

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濾波器的主要參數(shù)

主要分類

按所處理的信號分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。按所通過信號的頻段分為低通、高通、帶通、帶阻和全通濾波器五種。低通濾波器：它允許信號中的低頻或直流分量通過，抑制高頻分量或干擾和噪聲；高通濾波器：它允許信號中的高頻分量通過，抑制低頻或直流分量；帶通濾波器：它允許一定頻段的信號通過，抑制低于或高于該頻段的信號、干擾和噪聲；帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號，允許該頻段以外的信號通過，又稱為陷波濾波器。 [1] 全通濾波器：全通濾波器是指在全頻帶范圍內(nèi)，信號的幅值不會改變，也就是全頻帶內(nèi)幅值增益恒等于1。一般全通濾波器用于移相，也就是說，對輸入信號的相位進行改變，理想情況是相移與頻率成正比，相當于一個時間系統(tǒng)。

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數(shù)字濾波器的對比

數(shù)字濾波器現(xiàn)在主要有兩種，一種是IIR，我們稱之為無限的沖激響應濾波器，另外一種是FIR，這種濾波器是與IIR相對應的，這個是有限的沖激響應濾波器。兩個系統(tǒng)都是有各自的特點的，F(xiàn)IR的濾波器是沒有閉環(huán)的反饋的環(huán)路信號，它的結構比較簡單，可以實現(xiàn)比較嚴格的線性方程的相位的計算，一般情況下相位的要求不嚴格一 般不會使用這個濾波器，相反的話，會采用這種濾波器。當然在很多的場景下面，我們要對信號進行一些實時的處理，當現(xiàn)場的信號數(shù)據(jù)越來越多的情況下，我們對硬件的性能要求就越來越高，市面上很多的單片機已經(jīng)無法滿足我們實際的功能需求，一般的8位的16位的乃至32位的單片機以及ARM芯片已經(jīng)不能在對算法進行支撐，由于專門為數(shù)字處理設計的DSP控制器的出現(xiàn)，提高了我們?yōu)V波器的效率，DSP很多情況下可以使用多組總線的方式，并行處理多組實時的數(shù)據(jù)，獨立的一些算法器充分的使用大大提高了我們?yōu)V波器的效率。對于硬件上的短板完全可以由DSP的芯片進行彌補，做到對數(shù)字信號的實時處理與計算。DSP與普通的微處理器相比有很大的數(shù)字信號的處理優(yōu)勢，他是單片機以及ARM的繼承，為信號處理做了一些局部的開發(fā)和改進，大大的增強了數(shù)字處理的能力，它有特定的數(shù)據(jù)流程格式、有特定的算法器，有特殊的系統(tǒng)結構為解決復雜的數(shù)字信號的處理提供了很多優(yōu)越的條件和基礎，通過對DSP的編程可以實現(xiàn)IIR濾波器。 FIR濾波器實際上有一定的缺陷，這類系統(tǒng)只有零點，它不會跟IIR系統(tǒng)的那樣容易獲取比較好衰減的特性，但是也有更加明顯的優(yōu)勢。他是通過非硬件電路實現(xiàn)的，相比硬件電路實現(xiàn)濾波器主要優(yōu)點有很多，例如，效率很高、有極點、有反饋等。

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程控濾波系統(tǒng)

程控濾波系統(tǒng)是在傳統(tǒng)濾波器的不足中提出的，傳統(tǒng)濾波器在工作時產(chǎn)生誤差，會影響整個系統(tǒng)的度。低精度的濾波器在使用時會造成很多不良后果，而且傳統(tǒng)濾波器對波形要求越高就意味著需要跟多的運放，這是非常麻煩的。所以程控濾波器的數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，可以有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問題，極大地提高生產(chǎn) 效率和產(chǎn)品的可維護性。

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