低通,高通,带通,阻通滤波器的区别_低通高通带通带阻简图

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低通、高通、带通、阻通滤波器

低通、高通、带通、带阻滤波器的区别

通俗理解:

1、低通滤波器

2、高通滤波器

3、带通滤波器

4、带阻滤波器

5、全通滤波器


低通、高通、带通、阻通滤波器

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低通、高通、带通、带阻滤波器的区别

  1. 低通滤波器:只允许通过低频细节,衰减高频细节。例如:平滑滤波器。
  2. 高通滤波器:只允许通过高频细节,衰减低频细节。例如:锐化蒙版滤波器。
  3. 带阻滤波器:衰减一定频率范围内的信号。允许低于某个阈值或高于另一个阈值的频率通过。
  4. 带通滤波器:只允许特定频带内的信号通过,允许高于低阈值和低于高个阈值的频率通过。

低通、高通、带通和带阻滤波器是四种常见的滤波器类型,它们的作用和特点有所不同。

  1. 低通滤波器:低通滤波器允许低频信号通过并抑制高频信号。它们通常用于信号去噪、降低高频噪声和平滑信号。低通滤波器也被广泛应用于音频和视频信号处理,用于去除高频噪声和平滑频谱。低通滤波器可以通过截止频率来控制对信号的影响,截止频率是低通滤波器在该频率以下对信号的传递增益降至-3dB的频率。         -3dB = 20lg(0.5)即对应幅值衰减为原来的1/2。      
  2. 高通滤波器:高通滤波器允许高频信号通过并抑制低频信号。它们通常用于去除低频噪声和突出信号中的高频成分。高通滤波器可以通过截止频率来控制对信号的影响,截止频率是高通滤波器在该频率以上对信号的传递增益降至-3dB的频率。
  3. 带通滤波器:带通滤波器允许具有特定频率范围的信号通过,并抑制其他频率范围的信号。它们通常用于突出特定频段的信号成分,以及从信号中去除其他频段的干扰。带通滤波器由上限截止频率和下限截止频率定义,它们通常被称为通带和阻带。
  4. 带阻滤波器:带阻滤波器允许某个频率范围之外的信号通过,并抑制该范围内的信号。它们通常用于去除特定频率范围内的噪声,或从信号中去除不需要的频率分量。带阻滤波器由上限截止频率和下限截止频率定义,它们通常被称为阻带和通带。

通俗理解:

例、假如说一个采样频率是500Hz的传感器。采集到波形去噪的时候,发现有(400Hz30Hz50Hz15Hz10Hz)。

  • 低通滤波器:低于30Hz的通过,<30Hz
  • 高通滤波器:高于30Hz的通过,>30Hz
  • 带通滤波器:>15Hz并且<50Hz
  • 阻通滤波器:<15Hz并且>50Hz

低通和高通是一对,带通和阻通是一对(这样是不是好理解一点)。

1、低通滤波器

        低通滤波器,Low Pass Filter,缩写LPF。它的特性是允许频率低于某一频率的信号通过,衰减高于此频率的信号。低频滤波器的截止频率fc对应以dB为单位的幅频特性曲线上-3dB的点对应的频率,-3dB = 20lg(0.5)即对应幅值衰减为原来的1/2。当信号频率 < 截止频率时,信号几乎无损通过;当信号频率 > 截止频率时,信号开始衰减,且越远离截止频率衰减越大。它的幅频特性曲线如下图所示。

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2、高通滤波器

       高通滤波器,How Pass Filter,缩写HPF。它的特性是允许频率高于某一频率的信号通过,衰减低于此频率的信号。高通滤波器和低通滤波器的截止频率相同,计算公式均为fc=1/(2πRC)。当信号频率>截止频率时,信号几乎无损通过;当信号频率<截止频率时,信号开始衰减,且越远离截止频率衰减越大。它的幅频特性曲线如下图所示。

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3、带通滤波器

       带通滤波器,Band Pass Filter,缩写BPF。它的特性是允许某一频段的信号通过。带通滤波器有两个截止频率,分别是低频截止频率fc1与高频截止频率fc2,带通滤波器仅允许fc1 ~ fc2这个频率段的信号通过。它的幅频特性曲线如下图所示。

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4、带阻滤波器

       带阻滤波器,Band Stop Filter,缩写BSF,又称陷波器(Notch Filter)。它的特性是不允许某一频段的信号通过。带阻滤波器有两个截止频率,分别是低频截止频率fc1与高频截止频率fc2,带阻滤波器仅不允许fc1 ~ fc2这个频率段的信号通过。 注意,上图约1MHz以后的波形也衰减了,这是因为所用的运放的带宽被设置为10MHz,它无法处理太高频率的信号。它的幅频特性曲线如下图所示。

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5、全通滤波器

        全通滤波器,All Pass Filter,缩写APF,也称为延时均衡器(delay equalizer)或移相器(phase shifter)。全通滤波器并不改变输入信号的频率特性,但它会改变输入信号的相位。它的幅频特性与相频特性曲线如下图所示。

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