硬件设计中滤波电路与软件滤波算法.pdf

硬件设计中滤波电路与软件滤波算法--第1页

电磁兼容实验报告

（硬件设计中滤波电路与软件滤波的算法）

学院：

专业：

班级：

作者:

硬件设计中滤波电路与软件滤波算法--第1页

硬件设计中滤波电路与软件滤波算法--第2页

硬件设施中的滤波电路

硬件滤波的一些概念：

硬件滤波：主要是通过电容电阻来组合起来滤波。

滤波：就是滤掉电路中不需要的成分，留下有用的成分。

按功能分：有电源滤波器、音频滤波器、电源滤波器（交流滤波器和直流滤

波器）。

滤波的基本概念

滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。

经典滤波的概念，是根据傅立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等

数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠

加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信

号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范

围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波

器或滤波电路。

实际上，任何一个电子系统都具有自己的频带宽度（对信号最高频率的限

制），频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。而滤波器，则是根据电路参

数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路。

用模拟电子电路对模拟信号进行滤波，其基本原理就是利用电路的频率特

性实现对信号中频率成分的选择。根据频率滤波时，是把信号看成是由不同频率

正弦波叠加而成的模拟信号，通过选择不同的频率成分来实现信号滤波。

当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做高通滤波器。

当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做低通滤波器。

当只允许信号中某个频率范围内的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做带通

滤波器。

理想滤波器的行为特性通常用幅度-频率特性图描述，也叫做滤波器电路的

幅频特性。理想滤波器的幅频特性如图所示。图中，w1和w2叫做滤波器的截止

硬件设计中滤波电路与软件滤波算法--第2页

硬件设计中滤波电路与软件滤波算法--第3页

频率。

滤波器频率响应特性的幅频特性图

对于滤波器，增益幅度不为零的频率范围叫做通频带，简称通带，增益幅度为

零的频率范围叫做阻带。例如对于LP，从-w1当w1之间，叫做LP的通带，其他

频率部分叫做阻带。通带所表示的是能够通过滤波器而不会产生衰减的信号频率

成分，阻带所表示的是被滤波器衰减掉的信号频率成分。通带内信号所获得的增

益，叫做通带增益，阻带中信号所得到的衰减，叫做阻带衰减。在工程实际中，

一般使用dB作为滤波器的幅度增益单位。

三：低通滤波器和高通滤波器

低通滤波器

低通滤波器的基本电路特点是，只允许低于截止频率的信号通过。

（1）一阶低通Butterworth滤波电路

下图a和b是用运算放大器设计的两种一阶Butterworth滤波电路的电路。

图a是反相输入一阶低通滤波器，实际上就是一个积分电路，其分析方法与一阶

积分电路相同。

图b是同相输入的一阶低通滤波器。根据给定的电路图可以得到

硬件设计中滤波电路与软件滤波算法--第3页

硬件设计中滤波电路与软件滤波算法--第4页

对滤波器来说