低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过, 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。
一、低通滤波器介绍
对于不同滤波器而言,每个频率的信号的强弱程度不同。当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器, 或高音消除滤波器。
低通滤波器概念有许多不同的形式,其中包括电子线路(如音频设备中使用的hiss 滤波器、平滑数据的数字算法、音障(acoustic barriers)、图像模糊处理等等,这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。
低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数(moving average)所起的作用;
低通滤波器有很多种,其中,最通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。
二、巴特沃斯滤波器
巴特沃斯滤波器是滤波器的一种设计分类,其采用的是巴特沃斯传递函数,有高通、低通、带通、带阻等多种滤波器类型。
巴特沃斯滤波器在通频带内外都有平稳的幅频特性,但有较长的过渡带,在过渡带上很容易造成失真。
三、切比雪夫滤波器
简述
切比雪夫滤波器也是滤波器的一种设计分类,其采用的是切比雪夫传递函数,也有高通、低通、带通、高阻、带阻等多种滤波器类型。
同巴特沃斯滤波器相比,切比雪夫滤波器的过渡带很窄,但内部的幅频特性却很不稳定
低通滤波器实例
一个固体屏障就是一个声波的低通滤波器。当另外一个房间中播放音乐时,很容易听到音乐的低音,但是高音部分大部分被过滤掉了。类似的情况是,一辆小汽车中非常大的音乐声在另外一个车中的人听来却是低音节拍,因为这时封闭的汽车(和空气间隔)起到了低通滤波器的作用,减弱了所有的高音。
电子低通滤波器用来驱动重低音喇叭(subwoofer)和其它类型的扩音器、并且阻塞它们不能有效传播的高音节拍。
无线电发射机使用低通滤波器阻塞可能引起与其它通信发生干扰的谐波发射。
DSL分离器使用低通和高通滤波器分离共享使用双绞线的DSL和POTS信号。
低通滤波器也在如Roland公司这样的模拟合成器(synthesiser)合成的电子音乐声音处理中发挥着重要的作用。
理想与实际滤波器一个理想的低通滤波器能够完全剔除高于截止频率的所有频率信号并且低于截止频率的信号可以不受影响地通过。实际上的转换区域也不再存在。一个理想的低通滤波器可以用数学的方法(理论上)在频域中用信号乘以矩形函数得到,作为具有同样效果的方法,也可以在时域与sinc函数作卷积得到。
然而,这样一个滤波器对于实际真正的信号来说是不可实现的,这是因为sinc函数是一个延伸到无穷远处的函数(extends to infinity),所以这样的滤波器为了执行卷积就需要预测未来并且需要有过去所有的数据。对于预先录制好的数字信号(在信号的后边补零,并使得由此产生的滤波后的误差小于量化误差)或者无限循环周期信号来说这是可实现的。
实时应用中的实际滤波器通过将信号延时一小段时间让它们能够“看到”未来的一小部分来近似地实现理想滤波器,这已为相移所证明。近似精度越高所需要的延时越长。
采样定理(Nyquist-Shannon sampling theorem)描述了如何使用一个完善的低通滤波器和奈奎斯特-香农插值公式从数字信号采样重建连续信号。实际的数模转换器都是使用近似滤波器。
特别推荐
- 增强视觉传感器功能:3D图像拼接算法帮助扩大视场
- PNP 晶体管:特性和应用
- 使用IO-Link收发器管理数据链路如何简化微控制器选择
- 用好 DMA控制器这两种模式 MCU效率大大提高!
- 深入分析带耦合电感多相降压转换器的电压纹波问题
- Honda(本田)与瑞萨签署协议,共同开发用于软件定义汽车的高性能SoC
- 第13讲:超小型全SiC DIPIPM
技术文章更多>>
- IGBT的并联知识点梳理:静态变化、动态变化、热系数
- 技术创新+场景多元,协作机器人产业腾飞正当时
- 跃昉科技五周年:以技术创新为引擎,推动行业数字化转型
- 2025第六届深圳国际芯片、模组与应用方案展览会
- 接线端子的类型与设计选择考虑事项
技术白皮书下载更多>>
- 车规与基于V2X的车辆协同主动避撞技术展望
- 数字隔离助力新能源汽车安全隔离的新挑战
- 汽车模块抛负载的解决方案
- 车用连接器的安全创新应用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
热门搜索
Lattice
LCD
LCD模组
LCR测试仪
lc振荡器
Lecroy
LED
LED保护元件
LED背光
LED调光
LED模拟调光
LED驱动
LED驱动IC
LED驱动模块
LED散热
LED数码管
LED数字调光
LED显示
LED显示屏
LED照明
LED照明设计
Lightning
Linear
Litepoint
Littelfuse
LTC
LTE
LTE功放
LTE基带
Marvell