18、数字滤波器入门

数字滤波器入门

1. 滤波器概述

滤波器的主要功能是分离频率。常见的滤波目标包括提高信号质量（如去除或减少噪声）、从信号中提取信息，或者分离先前组合的两个或多个信号，以有效利用可用的通信信道。本质上，滤波器是一个系统或网络，它能按期望的方式选择性地改变信号的波形、幅频和/或相频特性。例如，滤波器的输入信号可能包含四个频率，而输出可能只包含其中的三个、两个或一个频率。滤波是一个可以修改、重塑或操纵信号频谱以实现特定目标的过程。

1.1 滤波器类型

根据处理的信号类型，滤波器主要分为两类：
-模拟滤波器：输入和输出均为连续时间信号。
-数字滤波器：输入和输出均为离散时间信号。

1.2 滤波器发展分类

在数字计算机出现之前，人们使用模拟滤波器；数字电子技术发明后，数字滤波器应运而生。构建或实现滤波器有三种基本方法。

1.3 模拟滤波器

模拟滤波器包括无源和有源滤波器：
-无源滤波器：使用电阻、电感和电容（或至少其中两种）。
-有源滤波器：使用电阻、电容和晶体管，或运算放大器。

1.4 模拟滤波器类型

模拟滤波器有五种类型：
-低通滤波器：允许所有低频通过。
-高通滤波器：允许所有高频通过。
-带通滤波器