滤波器基础知识（一）

允许低于截止频率的频率成分通过，并抑制高于截止频率的频率成分。从0～f2频率之间，幅频特性平直，可以使信号中低于

f2的频率成分不受衰减地通过，而高于f2工的频率成分受到极大地衰减。

低通滤波器主要电路形式

高通滤波器（High-Pass Filter）

允许高于截止频率的频率成分通过，并抑制低于截止频率的频率成分。与低通滤波器相反，从f1～∞频率之间，其幅频特性平直，使信号高于f1的频率成分几乎无衰减的通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。

带通滤波器（Band-Pass Filter）：

允许高于截止频率的频率成分通过，并抑制低于截止频率的频率成分。与低通滤波器相反，从f1～∞频率之间，其幅频特性平直，使信号高于f1的频率成分几乎无衰减的通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。

带通滤波器频率特性

带阻滤波器（Band-Stop Filter）

允许位于某个频率范围外的频率成分通过，并抑制位于该范围内的频率成分。与带通滤波器相反，阻带在频率f1～f2之间，它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减，而其它频率成分的信号几乎不受到衰减地通过。

带阻滤波器频率特性

低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种基本形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器，低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器，低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。

2.根据能量损耗特性分类

反射式滤波器（Reflective filter）

反射式滤波器又称无损滤波器，其工作原理是在电磁信号传输路径上形成很大的特性阻抗不连续，使大部分电磁能量反射回信号源处。反射式滤波器采用电感L、电容C等储能元件组成的无源网络，有很好的频率选择特性，但容易产生谐振。

吸收式滤波器（Absorptive filter）

采用有损耗的滤波元件，使骚扰信号的能量消耗在滤波器中，以达到抑制干扰的目的，又称有损滤波器，吸收式滤波可避免反射式滤波因寄生参数效应或阻抗不匹配引起的谐振，但其频率选择性较差。吸收式滤波器采用铁氧体材料或其他有损耗材料，将导线穿过或缠绕在各种形状的铁氧体材料上，利用其电感及磁场涡流损耗阻断骚扰信号的传播。

3、根据“**逼近特性”标准分类

巴特沃斯滤波器（Butterworth Filter）

从幅频特性提出要求，而不考虑相频特性。巴特沃斯滤波器具有**平坦幅度特性，特点是通频带内的频率响应曲线**限度平坦，没有纹波，而在阻频带则逐渐下降为零。

巴特沃斯低通滤波器可用如下振幅的平方对频率的公式表示：

切比雪夫滤波器（Chebyshev Filter）

切比雪夫滤波器，又名"车比雪夫滤波器"，是在通带或阻带上频率响应幅度等纹波波动的滤波器。切比雪夫滤波器来自切比雪夫分布，是用以纪念俄罗斯数学家巴夫尼提.列波维其.切比雪夫。

切比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快，但频率响应的幅频特性不如后者平坦。切比滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小，但是在通频带内存在幅度波动。

I型切比雪夫滤波器，切比雪夫滤波器的幅度与频率的关系可用下列公司表示：

II型切比雪夫滤波器：

也称倒数切比雪夫滤波器，较不常用，因为频率截止速度不如I型快，也不需要用更多的电子元件。II型切比雪夫滤波器在通频带内没有幅度波动，只在阻带内有幅度波动。

II型切比雪夫滤波器的转移函数为：

贝塞尔滤波器（Bessel Filter）

贝塞尔滤波器是具有最平坦的幅度和相位响应。带通的相位响应近乎呈线性。贝塞尔滤波器由于具有向其截止频率以下的所有频率提供等量延时的特性，才被用于音频设备中，在音频设备中，必须在不损害频带内多信号的相位关系前提下，消除带外噪声。描述贝塞尔滤波器低通滤波器的传递函数如下：

理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器，其通带和阻带之间有明显的分界线。也就是说，理想滤波器在通带内的幅频特性应为常数，相频特性的斜率为常数，在通带外的幅频特性为零。

理想滤波器的幅频与相频特性

实际滤波器：

理想滤波器是不存在的，在实际滤波器的幅频特性图中，通带和阻带之间应没有严格的界限。在通带和阻带之间存在过渡带，在过渡带内的频率不会被完全抑制，只会被衰减。滤波器设计时希望过渡带越窄越好，也就是希望对通带外频率成分衰减的越快越好，实际滤波器设计时，总是通过各种方法使其尽量逼近理想滤波器。