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滤波器滤波的本质是什么？

滤波器,信号,频率滤波器滤波的本质是什么？

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

滤波器滤波的本质是什么？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

广义来说，滤波器，一般是指能够把噪声过滤掉的一个系统。

比如，你身上有灰尘，然后你走进一个房间，出来之后，身上的灰尘消失了，这个房间就叫做滤波器。

当然，我们需要设计一个合适的滤波器，太强或者太弱都不好。

试想，如果这个滤波器不仅过滤灰尘，甚至把你身上的衣服都滤没了，那是不是，画美不敢看……

因此，滤波器有很多，比如均值滤波器、中值滤波器；低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器；卡尔曼滤波器等等。

均值滤波器、中值滤波器属于时域滤波器，理论也很简单，好理解，属入门知识。

低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器这些都属于频域滤波器。理论基础就是傅里叶变换和衍生出来的“频谱”的概念。

当被滤信号通过频域滤波器时，滤波器会在被滤信号的频谱上“砍掉”某一部分频率，从而达到“过滤”的效果。

比如，你在说话，旁边有人用指甲壳刮黑板，两个声音混在一起很是干扰。这时就可以用频域低通滤波器，也就是低频信号可以通过的滤波器。

指甲壳刮黑板这个声音的频率比你说话的声音的频率要高得多，我们假设是五千赫兹左右。因此，可以用一把刀，找到一个合适的频率点，比如两千赫兹，把这个频率点及更高的频率给“砍掉”。

留下的就是我们说话的声音的频谱，它处于低频段，几百赫兹区间，不受影响。

这就是频域滤波器。

频域滤波器根据通带的平坦程度、过渡带的滚降速度等指标，又可以分为多种。

滚降速度就是指这把刀的“锋利程度”，滚降速度越高，那么这把刀就越锋利。

比如同样是低通滤波器，有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等等。

巴特沃斯滤波器通带平坦，但是相对不锋利。切比雪夫滤波器相对锋利，但是通带有起伏，工程上我们需要灵活选择。

根据实现方式，又可以分为多种。

比如，实现一阶巴特沃斯滤波器：可以用由运放组成的有源滤波器，也可用RCL网络组成的无源滤波器，也可以离散化，用单片机或DSP及外围电路组成的数字滤波器。

至于卡尔曼滤波器，实际上更确切的称呼，应该是“卡尔曼估计器”。

虽然它和其他的滤波器一样，也能使得有噪声、有毛刺的信号变得“顺滑”，但是它的本质是通过融合传感器的观测和系统模型的预测，来给出一个最佳的“估计”。

根据卡尔曼的理论，如果噪声和系统模型满足一定条件，那么这个估计是最优，而且是无偏的。

俗称：我猜得最准。

当然，滤波器无所谓高端还是屌丝，滤波器设计过于复杂，可能会导致计算量飙升，随之而来就是处理芯片成本的增加。

合适的就是最好的。

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回答于 2019-09-11 08:43:50

滤波器是一种允许在特定范围内的信号通过，同时阻断其它频率信号的电路。

一、滤波原理分类

常用的滤波方法从原理上可分为模拟滤波和数字滤波两种。

模拟滤波是以R、L、C及运放等模拟器件实现对无用信号的滤除，根据器件的不同又分为有源滤波和无源滤波两种。

数字滤波是将模拟信号数字化后通过数字信号处理器以数学算法的方式提取所需特征进而还原成有用的模拟信号，根据算法不同又分为FET，TTR等多种方式。

二、典型的模拟滤波器

典型的模拟滤波器有：巴特沃斯滤波器；切比雪夫滤波器；贝塞尔滤波器；椭圆滤波器。

三、按照通带和阻带，滤波电路的分类

理想滤波器分为以下四种：

低通滤波电路；高通滤波电路；带通滤波电路；带阻滤波电路。

回答于 2019-09-11 08:43:50

滤波器，就好比收音机，好多频道，你想收听哪一个频道，还得清晰无杂音，那就是得用到滤波器了。

或者你可以这样通俗理解:

a、有一部电梯，总共18层可以规定它，只停10楼以下，或者10楼以上，分别对应滤波器低通，高通；

b、或者规定，只停9楼或13楼，可以理解为带通；

不知道有没有帮助到你。

回答于 2019-09-11 08:43:50

滤波器的本质就是允许或阻止某一频段的信号。有高通低通带通带阻四种。阻波器、陷波器也是滤波器的一种形式。原理就是LRC元件在不同频率下所呈现的阻抗不同，串联分压，使输出信号幅度有所下降，不同频率信号下降幅度不同，就构成了最基本的滤波器。如RC低通滤波器。

回答于 2019-09-11 08:43:50

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