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什么是滤波器?其分类有那些?工作原理?

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-06-16
滤波器是一种能够通过选择性地允许特定频率的信号通过并抑制其他频率信号的电路或设备。它们在信号处理、通信系统、音频处理、图像处理等领域中起着至关重要的作用。
滤波器通常根据它们的频率响应和工作方式进行分类。以下是一些常见的滤波器分类:
1. 按照频率响应分类:
低通滤波器(Low-pass Filter):允许低频信号通过并抑制高频信号。
高通滤波器(High-pass Filter):允许高频信号通过并抑制低频信号。
带通滤波器(Band-pass Filter):只允许某一范围内的频率信号通过。
带阻滤波器(Band-stop Filter):在某一范围内抑制频率信号。
2. 按照工作方式分类:
数字滤波器(Digital Filter):基于数字信号进行滤波处理,常见于数字信号处理系统中。
模拟滤波器(Analog Filter):基于模拟信号进行滤波处理,常见于模拟电路中。
滤波器的工作原理取决于其类型。例如,一个典型的低通滤波器可以通过使用电容和电感元件来实现,电容和电感的组合可以产生频率依赖的阻抗,从而实现对不同频率信号的选择性传输或抑制。数字滤波器则通常使用算法来对数字信号进行处理,例如有限脉冲响应(FIR)滤波器和无限脉冲响应(IIR)滤波器等。

分类: 教育/科学 >> 科学技术 >> 工程技术科学
解析:

• 滤波器的种类很多,分类方法也不同。

• 1.从功能上分;低、带、高、带阻。

• 2.从实现方法上分:FIR、IIR

• 3.从设计方法上来分:Chebyshev(切比雪夫),Butterworth(巴特沃斯)

• 4.从处理信号分:经典滤波器、现代滤波器

• 等等。

·滤波器与漏电流

电网滤波器漏电流定义为:在额定交流电压下滤波器外壳到交流进线任应一端的电流,如果滤波器的所有端口与外壳之间是完全绝缘的,则漏电流的值主要取决于共模电容CY的漏电流,即主要取决于CY的容量。由于滤波器漏电流的大小,设计到人身安全,国际上各国对插都有严格的标准规定。对于是20V/50Hz交流电网供电,一般要求噪声滤波器的漏电流小于1mA。

·滤波器与试验电压

对于交流电网噪声滤波器,试验电压分为两种:一种是加在交流进线两端,即线—线试验电压。若电感线圈及引线是良好的,它取决于电容器CX的耐压。另一种是加在交流进线任一端与机壳地之间,即线—地试验电压。它取决于CX的耐压。

漏电流和试验电压对是噪声滤波器的安全性能参数,是滤波器中电感线圈、绝缘和电容器CX、CY安全性能的具体体现,并且与设备及人身安全紧密相关。因此在电网噪声滤波器的设计、生产和使用中,都要加以重视,把这些技术参数的认证和检验放在首位。

[7] 滤波器的技术参数及正确使用

(1)插入损耗是噪声滤波器的重要技术参数之一,在设计和选用时应予主要考虑。在滤波器的安全常规电气性能、环境及机械条件都满足要求时,应尽量选择插入损耗值大些。

插入损耗的定义如图3所示,当没接滤波器时,信号源输出电压为V点,当滤波器接入后,在滤波器的输出端测得信号源的电压为V2。若信号源输出阻抗与接收机输入阻抗相等,都是50Ω,则滤波器的插入损耗为:

IL=20log(V1/V2)

因为电源噪声滤波器能衰减共模噪声和差模噪声,所以它即有共模插入损耗,和差模插入损耗。

但在实际选用滤波器时,应注意产品手册给出的插入损耗曲线,都是按照标准规定,在其输入和输出阻抗都为50Ω条件下测得的。因为实际的滤波器两端阻抗不一定在全频率范围内是不是50Ω,所以它对EMI信号的衰减,并不等于产品手册中给出的插入损耗值。特别当使用安装不当时,还会远远小于标准给定的插入损耗值。

(2)电源噪声滤波器是一种具有互易性的无源网络。在实际应用中为使它有效地抑制噪声应合理配接。按图4所示组合来选择滤波器的网络结构和参考,才能得到较好的EMI抑制效果。

当滤波器的输出阻抗与负载阻抗不相等时,在此端口上会产生反射,两个阻抗相差越大,端口产生的反射也越大。当滤波器两端阻抗都与外部阻抗不相等时,则EMI信号将在其输入和输出端产生反射。这时电源滤波器对电磁干扰噪声的衰减,就与滤波器固有的插入损耗和反射损耗有关,可利用这点更有效地抑制电磁干扰噪声。在实际设计和选择使用EMI滤波器时,要注意滤波器阻抗的正确连接,以造成尽可能大的反射,使滤波器在很宽的频率范围内造成较大的阻抗失配,从而得到更好的电磁干扰抑制性能。

(3)在电源滤波器的实际应用中,要求其外壳与系统地之间有良好的电气连接,且应使地线尽可能短,因为过长的接地线会加大接地电阻和电感,而严重削减滤波器的共模抑制能力,同时也会产生公共接地阻抗耦合的问题。如图5所示,接地线过长,则滤波器输入和输出之间的公共耦合阻抗Zg也会过大,负载上电压为:

Vo=Vz+Vg=Vz+(Ii-Io)Zg --(2)

式中:Ii为滤波器交流输入电路的噪声电流。

Io为滤波器输出电路的噪声电流。


15121351180滤波器的种类/作用/原理
桂鸣巧答:凡是可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器,相当于频率“筛子”。上海衡丽 上海衡丽 2.分类 上海衡丽 幅频特性如下 上海衡丽 频率通带:能通过滤波器的频率范围 频率阻带:被滤波器抑制或极大地衰减的信号频率范围。截止频率:通带与阻带的交界...

15121351180信号滤波器原理是什么?
桂鸣巧答: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值;在通带外的幅频特性应为零。理想低通滤波器的频率响应函数为:其幅频及相频特性曲线为:分析上...

15121351180滤波器有哪几种分类方法?
桂鸣巧答:滤波器作为一种选频装置,是信号处理中的一个重要概念。目前主要由低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器三种,当然也可以按照电路工作原理分为无源和有源滤波器两大类。一、低通滤波器 【定义】电感阻止高频信号通过而允许低频信号通过,电容的特性却相反。信号能够通过电感的滤波器、或者通过电容连接到地的...

15121351180滤波器的基本概念
桂鸣巧答:滤波器的基本概念一个原始信号通过某一装置后变为一个新信号的过程称为滤波。原始信号称为输入,新信号称为输出,该装置则叫做滤波器。从广义上讲,任何一个过程或系统都可以称为滤波器。所谓“信号”、“装置”的概

15121351180无源滤波器和有源滤波器的区别有哪些?
桂鸣巧答:二、无源滤波器的分类无源滤波器主要可以分为两大类:调谐滤波器和高通滤波器。 2.1、调谐滤波器调谐滤波器包括单调谐滤波器和双调谐滤波器,可以滤除某一次(单调谐)或两次(双调谐)谐波,该谐波的频率称为调谐滤波器的谐振频率; 2.2、高通滤波器高通滤波器也称为减幅滤波器,主要包括一阶高通滤波器...

15121351180常见滤波器的类型都有哪几种
桂鸣巧答:滤波器的常见种类:数字滤波器、低通滤波器、带通滤波器、模拟滤波器、声表面波滤波器、介质滤波器、有源电力滤波器 1、数字滤波器 与模拟滤波器相对应,在离散系统中广泛应用数字滤波器。它的作用是利用离散时间系统的特性对输入信号波形或频率进行加工处理。或者说,把输入信号变成一定的输出信号,从而达到改变信号频谱...

15121351180滤波器原理
桂鸣巧答:滤波器原理是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成。它允许有用信号的电流通过,对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种,因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。利用电容通高频隔低频的特性,将火线、零线高频干扰电流导入地线(共模),或将火线高频干扰电流导入零线(差模...

15121351180什么是滤波器?滤波器分为哪些类型?
桂鸣巧答:主要分类:按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。低通滤波器:它允许信号中的低频或直流分量通过,抑制高频分量或干扰和噪声;高通滤波器:它允许信号中的高频分量通过,抑制低频或直流分量;带通滤波器:它允许一定频段的信号通过,抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声;以上内容参考:百度百科...

15121351180滤波器的基本概念
桂鸣巧答:滤波器的种类十分繁多,地震勘探中最为常用的是线性时不变滤波器。 1)线性时不变滤波器的概念 滤波器对输入信号的改造作用可分为线性的和非线性的两大类型,简单地定义:线性滤波器是其特性与输入的性质、极性和大小都无关的滤波器,并且输出信号只包含输入信号所拥有的成分,不会有新的成分出现;非线性滤波器的特性...

15121351180滤波器的类型有哪些?
桂鸣巧答:滤波器是一种用于处理信号的电子设备或电路,它可以允许特定频率范围内的信号通过而阻止其他频率的信号。根据工作原理和传递特性,滤波器可以分为多种类型。以下是一些常见的滤波器类型:1.低通滤波器(Low-Pass Filter, LPF):这类滤波器允许低频信号通过并衰减高频信号。在音频系统中,低通滤波器可用于...


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