濾波器分類

按所采用的元器件分為無源和有源濾波器兩種。根據(jù)濾波器的安放位置不同，一般分為板上濾波器和面板濾波器。板上濾波器安裝在線路板上，如PLB、JLB系列濾波器。

這種濾波器的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)是高頻濾波效果欠佳。其主要原因是：

1、濾波器的輸入與輸出之間沒有隔離，容易發(fā)生耦合；

2、濾波器的接地阻抗不是很低，削弱了高頻旁路效果；

3、濾波器與機(jī)箱之間的一段連線會(huì)產(chǎn)生兩種不良作用： 一個(gè)是機(jī)箱內(nèi)部空間的電磁干擾會(huì)直接感應(yīng)到這段線上，沿著電纜傳出機(jī)箱，借助電纜輻射，使濾波器失效；另一個(gè)是外界干擾在被板上濾波器濾波之前，借助這段線產(chǎn)生輻射，或直接與線路板上的電路發(fā)生耦合，造成敏感度問題；濾波陣列板、濾波連接器等面板濾波器一般都直接安裝在屏蔽機(jī)箱的金屬面板上。由于直接安裝在金屬面板上，濾波器的輸入與輸出之間完全隔離，接地良好，電纜上的干擾在機(jī)箱端口上被濾除，因此濾波效果相當(dāng)理想。

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實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段

數(shù)字濾波器有多種方式可以實(shí)現(xiàn)信號的處理，我們介紹在實(shí)際中使用的兩種，一種是我們集成電路的方式將集成電路的各種元 器件組成一個(gè)專用的設(shè)備，這種設(shè)備稱之為數(shù)字信號處理機(jī)，類似于arm架構(gòu)或者單片機(jī)架構(gòu)的數(shù)字處理機(jī)就是我們常用的一種，這種方式對于成套批量的需求商用價(jià)值比較高，因?yàn)樵靸r(jià)成本比較低，受到了市場的歡迎；另一種就是使用我們平常使用的x86/x64的商用或者工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，這個(gè)完全是使用應(yīng)用軟件進(jìn)行的，這種方式也在實(shí)驗(yàn)室或者大型的數(shù)字濾波項(xiàng)目中使用，這種方式成本較高，不適宜與大批量的生產(chǎn)與配套。但是在實(shí)驗(yàn)室是的一種模擬方式，在高階模擬和運(yùn)算中有非常大的優(yōu)勢。

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基本概念

波電路的作用就是允許某段頻率范圍內(nèi)的信號通過，而阻止或削弱其他頻率范圍的信號。有源濾波電路由電阻、電容和集成運(yùn)算放大器組成，又稱為有源濾波器。有源濾波器能夠在濾波的同時(shí)還能對信號起放大作用，這是無源濾波無法做到的。根據(jù)濾波電路通過或者阻止信號頻率范圍不同，可將濾波電路分為低通、高通、帶通河帶阻電路。本文討論的是有源低通濾波電路的設(shè)計(jì)與研究。有源低通濾波電路能夠通過低頻信號，抑制或衰減高頻信號 。

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低通濾波器實(shí)例

理想與實(shí)際濾波器一個(gè)理想的低通濾波器能夠完全剔除高于截止頻率的所有頻率信號并且低于截止頻率的信號可以不受影響地通過。實(shí)際上的轉(zhuǎn)換區(qū)域也不再存在。一個(gè)理想的低通濾波器可以用數(shù)學(xué)的方法（理論上）在頻域中用信號乘以矩形函數(shù)得到，作為具有同樣效果的方法，也可以在時(shí)域與sinc函數(shù)作卷積得到。然而，這樣一個(gè)濾波器對于實(shí)際真正的信號來說是不可實(shí)現(xiàn)的，這是因?yàn)閟inc函數(shù)是一個(gè)延伸到無窮遠(yuǎn)處的函數(shù)（extends to infinity），所以這樣的濾波器為了執(zhí)行卷積就需要預(yù)測未來并且需要有過去所有的數(shù)據(jù)。對于預(yù)先錄制好的數(shù)字信號（在信號的后邊補(bǔ)零，并使得由此產(chǎn)生的濾波后的誤差小于量化誤差）或者無限循環(huán)周期信號來說這是可實(shí)現(xiàn)的。實(shí)時(shí)應(yīng)用中的實(shí)際濾波器通過將信號一小段時(shí)間讓它們能夠“看到”未來的一小部分來近似地實(shí)現(xiàn)理想濾波器，這已為相移所證明。近似精度越高所需要的越長。采樣定理描述了如何使用一個(gè)完善的低通濾波器和奈奎斯特-香農(nóng)插值公式從數(shù)字信號采樣重建連續(xù)信號。實(shí)際的數(shù)模轉(zhuǎn)換器都是使用近似濾波器。

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