滤波器都有什么类型的?什么是滤波器?其分类有那些?工作原理?数字滤波器的分类


1、滤波器都有什么类型的?
根据分类标准不同,滤波器可以有很多种。比如数字滤波器、模拟滤波器、有源滤波器、无源滤波器、高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器、LC滤波器、RC滤波器、腔体滤波器、SAW滤波器、BAW滤波器、微带滤波器等。
2、什么是滤波器?其分类有那些?工作原理?
• 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。
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:
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:
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。
3、滤波器的种类有哪些呢?
判断滤波器类型:用傅里叶变换求出H(f),在画出幅频特性曲线,看高频部分是不是“通”的。
分母上有s的0次和1次,分子是s的1次,所以是较高的那个,简称“高次”。
H(s)=a/(bs+c)分子上有“低次”,所以是低通。
H(s)=as^2/(bs^2+cs+d)分子上有“高次”,所以是高通。
H(s)=a/(bs^2+cs+d)分子上有“低次”,所以是低通。
H(s)=as/(bs^2+cs+d)分子上有“中间次”,所以是带通。
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-滤波器
4、滤波器都有什么类型的
电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。
分类:
1、按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。
2、按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。
(1)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;
(2)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;
(3)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;
(4)带阻滤波器:它抑制一定频段内的信号,允许该频段以外的信号通过。
3、按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
(1)无源滤波器:仅由无源元件组成的滤波器,它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。这类滤波器的优点是:电路比较简单,不需要直流电源供电,可靠性高;缺点是:通带内的信号有能量损耗,负载效应比较明显,使用电感元件时容易引起电磁感应,当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大,在低频域不适用。
(2)有源滤波器:由无源元件和有源器件组成。这类滤波器的优点是:通带内的信号不仅没有能量损耗,而且还可以放大,负载效应不明显,多级相联时相互影响很小,利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器,并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽;缺点是:通带范围受有源器件的带宽限制,需要直流电源供电,可靠性不如无源滤波器高,在高压、高频、大功率的场合不适用。
5、数字滤波器的分类
数字滤波器可以按所处理信号的维数分为一维、二维或多维数字滤波器。一维数字滤波器处理的信号为单变量函数序列,例如时间函数的抽样值。二维或多维数字滤波器处理的信号为两个或多个变量函数序列。例如,二维图像离散信号是平面坐标上的抽样值。 处理一维数字信号序列的算法或装置。线性、时不变一维数字滤波器的输出信号序列y(n)和输入信号序列x(n)的关系由线性、常系数差分方程描述:
相应的Z域转移函数图二式中ar、bk为数字滤波器系数,Z【y(n)】和Z【x(n)】分别为输出和输入信号序列的Z变换。转移函数H(z)的Z反变换称为一维数字滤波器的单位冲激响应,即h(n)=Z-1【H(z)】。输出信号序列也可以表示为输入信号序列x(n)与数字滤波器单位冲激响应h(n)的离散褶积
如果数字滤波器的单位冲激响应h(n)只有有限个非零值,称为有限冲激响应数字滤波器。如果单位冲激响应具有无限多个非零值,称为无限冲激响应数字滤波器。
有限冲激响应数字滤波器一般采取非递归型算法结构,因此也称非递归型数字滤波器。无限冲激响应数字滤波器只能采取递归型算法结构,故又称递归型数字滤波器。 处理二维数字信号序列的算法或装置。线性、时不变二维数字滤波器的输出 y(m,n)与输入 x(m,n)关系由两个变量线性常系数差分方程描述:
相应的转移函数为图5式中,a b为滤波器系数,Z【y(m,n)】和Z【x(m,n)】分别为输出和输入信号序列的二维Z变换。转移函数H(z1,z2)的二维Z反变换h(m,n)=Z-1【H(z1,z2】,称为二维数字滤波器的单位冲激响应。二维数字滤波器的输出y(m,n)亦可表示为输入信号序列x(m,n)和单位冲激响应h(m,n)的二维离散褶积
二维数字滤波器对单位冲激响应亦分有限冲激响应和无限冲激响应两类。二维有限冲激响应数字滤波器为非递归型算法结构,因此又称二维非递归型数字滤波器。二维无限冲激响应数字滤波器为递归型算法结构,因此也称二维递归型数字滤波器。
责任编辑:David
【免责声明】
1、本文内容、数据、图表等来源于网络引用或其他公开资料,版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方将及时处理。
2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。
3、本文内容仅代表作者观点,拍明芯城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。
4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载拍明芯城将保留追究其法律责任的权利。
拍明芯城拥有对此声明的最终解释权。