滤波器可难了,但是对我们来说可能先要有直观的评价参数,这篇文章就简单的解读几张常见的。

截止频率 

对低通滤波器来说:

 ⇒ 信号保持原幅度

 ⇒ 信号被衰减

过渡带宽度 

其中 :通带边缘,:阻带起点→ 越小的  意味着更陡峭的滤波(高阶设计)。

滤波器常见设计参数

通带纹波 

例如 δp = 0.05 (≈ ±0.43 dB) 表示信号通过后有 ±0.43 dB 的幅度变化。

阻带衰减 

若目标为 −80 dB,则表示信号衰减 10,000 倍。

滤波器响应曲线图

实际仿真

上面的图虽然美观,但是不好标,那就搞个 Python 的:标了截止频率 (-3 dB)垂线与标注,通带纹波(±0.5 dB)虚线框,过渡带范围与“斜率”示意线,阻带衰减目标(例如 ≤ -60 dB)。

ADI 的图

解读

名称
解读
数学含义
作用说明
低通 (LPF, Low-Pass Filter)
允许低频信号通过,抑制高频信号。
通带频率 ,阻带 
去除噪声、平滑波形。
高通 (HPF, High-Pass Filter)
允许高频信号通过,抑制低频信号。
通带 
去除直流偏置、阻挡低频干扰。
带通 (BPF, Band-Pass Filter)
允许特定频带信号通过,抑制其余频率。
通带 
选取特定信号频段(如无线通信)。
带阻 (BRF / Notch Filter)
抑制特定频率(如 50 Hz、60 Hz 工频干扰)。
阻带 
常用于电源噪声抑制。
Q 值 (Quality Factor)
滤波器品质因数,表示谐振峰锐利程度。

Q 越高,带宽越窄、选择性越强。
线性相位 (Linear Phase)
相位随频率成线性关系。
相位响应 
保证波形形状不失真。
群延迟 (Group Delay)
不同频率分量的时间延迟差。

衡量滤波器是否会导致信号波形畸变。
滚降率 (Roll-off Rate)
滤波器在通带外的衰减速度。
单位常用 dB/Oct 或 dB/dec。
越陡峭表示滤波选择性越高。

后记

滤波器我感觉可以写一年:

这是仇老板给的书
这个是日本出的书,整个系列都很好

以及杨建国老师的课:

日常学习
以及这本也很意思