模拟信号滤波

8.5.1　模拟信号滤波

滤波就是从模拟信号中滤除部分谐波信号，它是实现从模拟信号中祛除无用信息提取有用信息的一种重要技术手段。滤波有低通滤波、高通滤波和带通滤波三种类型。

1.低通滤波

低通滤波是从模拟信号中滤除所有频率高于某一特定值频率(f_H)的谐波信号。模拟信号低通滤波由低通滤波器(参见7.2.16)实现，图8.5-1(b)给出了低通滤波的幅频特性的波特图形式，图8.5-1(a)为原理框图。

图8.5-1　低通滤波

表示不同频率谐波信号通过低通滤波器的能力，由幅频特性不难看出，凡是低于f_H频率的信号都能通过这个滤波器，而高于f_H频率的信号被这个滤波器不同程度的阻拦了，难于通过滤波器。称f_H为转折频率或界限频率，频率范围(0，f_H)称为通频带。

2.高通滤波

高通滤波的原理框图与幅频特性如图8.5-2，高通滤波效果与低通滤波效果截然相反。凡是高于f_L频率的信号都能通过这个滤波器，而低于f_L频率的信号都被这个滤波器不同程度的阻拦了，难于通过滤波器。称f_L为转折频率或界限频率，频率范围(f_L，∞)称为通频带。

图8.5-2　高通滤波

3.带通滤波

带通滤波的原理框图与幅频特性如图8.5-3，它只允许某一段频率的信号通过滤波器。由图8.5-3(b)不难看出:在低频段只允许高于f_L的高频信号通过，抑制低频信号，频率越低，输出越小，抑制效果就越好;在高频段只允许低于f_H的低频信号通过，起到了抑制高频信号的作用，频率越高，抑制效果越好，输出就越小。频率范围(f_L，f_H)称为通频带，称f_L为下限频率，f_H为上限频率。

图8.5-3　带通滤波

例如收音机天线可以接受不同频段信号，通过带通滤波将广播电台和电视台发射的不同频率的节目提取出来进行收听和观看;再如，信号在传输和处理过程中会有干扰信号出现，干扰信号的谐波与有用信号的谐波往往分布在频谱不同的频段上，所以，通过滤波手段可以排除或削弱干扰信号。因此，利用滤波可以实现信号的识别、提取等，是模拟信号处理的一项核心技术。