哪些物理模型是低通濾波器

❶ 低通濾波器有哪些種類

高通與低通濾波器的最常見拓撲是Sallen Key。 它只需一個運放。多通（道）濾波器常用作帶通濾波器，而且它還只需要一個運放。

❷ 求低通濾波器的幾種形式

A,C是低通濾波器的結構，F這種結構形式沒怎麼見過，不太確定。

❸ 常見濾波器的類型都有哪幾種

濾波器的常見種類：數字濾波器、低通濾波器、帶通濾波器、模擬濾波器、聲表面波濾波器、介質濾波器、有源電力濾波器

1、數字濾波器

與模擬濾波器相對應，在離散系統中廣泛應用數字濾波器。它的作用是利用離散時間系統的特性對輸入信號波形或頻率進行加工處理。或者說，把輸入信號變成一定的輸出信號，從而達到改變信號頻譜的目的。

數字濾波器一般可以用兩種方法來實現：一種方法是用數字硬體裝配成一台專門的設備，這種設備稱為數字信號處理機；另一種方法就是直接利用通用計算機，將所需要的運算編成程序讓通用計算機來完成，即利用計算機軟體來實現。

2、低通濾波器

低通濾波器是指車載功放中能夠讓低頻信號通過而不讓中、高頻信號通過的電路，其作用是濾去音頻信號中的中音和高音成分，增強低音成分以驅動揚聲器的低音單元。由

於車載功放大部分都是全頻段功放，通常採用AB類放大設計，功率損耗比較大，所以濾除低頻段的信號，只推動中高頻揚聲器是節省功率、保證音質的最佳選擇。此外高通濾波器常常和低通濾波器成對出現，不論哪一種，都是為了把一定的聲音頻率送到應該去的單元。

低通濾波器是容許低於截止頻率的信號通過，但高於截止頻率的信號不能通過的電子濾波裝置。

對於不同濾波器而言，每個頻率的信號的減弱程度不同。當使用在音頻應用時，它有時被稱為高頻剪切濾波器, 或高音消除濾波器。

低通濾波器概念有許多不同的形式，其中包括電子線路（如音頻設備中使用的hiss濾波器、平滑數據的數字演算法、音障（acoustic barriers）、圖像模糊處理等等，這兩個工具都通過剔除短期波動、保留長期發展趨勢提供了信號的平滑形式。

低通濾波器在信號處理中的作用等同於其它領域如金融領域中移動平均數所起的作用；

低通濾波器有很多種，其中，最通用的就是巴特沃斯濾波器。

3、帶通濾波器

（1）帶通濾波器的工作原理：

一個理想的濾波器應該有一個完全平坦的通帶，例如在通帶內沒有增益或者衰減，並且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉，另外，通帶外的轉換在極小的頻率范圍完成。實際上，並不存在理想的帶通濾波器。濾波器並不能夠將期望頻率范圍外的所有頻率完全衰減掉，尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的范圍。這通常稱為濾波器的滾降現象，並且使用每十倍頻的衰減幅度dB來表示。通常，濾波器的設計盡量保證滾降范圍越窄越好，這樣濾波器的性能就與設計更加接近。然而，隨著滾降范圍越來越小，通帶就變得不再平坦—開始出現「波紋」。這種現象在通帶的邊緣處尤其明顯，這種效應稱為吉布斯現象。

除了電子學和信號處理領域之外，帶通濾波器應用的一個例子是在大氣科學領域，很常見的例子是使用帶通濾波器過濾3到10天時間范圍內的天氣數據，這樣在數據域中就只保留了作為擾動的氣旋。

在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率，這里濾波器的增益最大，濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。

（2）帶通濾波器的應用區域：

許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器，以選出各個不同頻段的信號，在顯示上利用發光二極體點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ，在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1，品質因數 ，3dB帶寬B=1/（п*R3*C）也可根據設計確定的Q、fo、Ao值，去求出帶通濾波器的各元件參數值。R1=Q/（2пfoAoC），R2=Q/（（2Q2-Ao）*2пfoC），R3=2Q/（2пfoC）。上式中，當fo=1KHz時，C取0.01Uf。此電路亦可用於一般的選頻放大。 有源帶通濾波器電路，此電路亦可使用單電源

4、模擬濾波器

模擬濾波器在測試系統或專用儀器儀表中是一種常用的變換裝置。例如：帶通濾波器用作頻譜分析儀中的選頻裝置；低通濾波器用作數字信號分析系統中的抗頻混濾波；高通濾波器被用於聲發射檢測儀中剔除低頻干擾雜訊；帶阻濾波器用作電渦流測振儀中的陷波器，等等。

用於頻譜分析裝置中的帶通濾波器，可根據中心頻率與帶寬之問的數值關系，分為兩種：

一種是帶寬B不隨中心頻率人而變化，稱為恆帶寬頻通濾波器，其中心頻率處在任何頻段上時，帶寬都相同；

另一種是帶寬B與中心頻率人的比值是不變的，稱為恆帶寬比帶通濾波器，其中心頻率越高，帶寬也越寬。

5、聲表面波濾波器

聲表面波是指聲波在彈性體表面的傳播，這個波被稱為彈性聲表面波。聲表面波的傳播速度比電磁波的速度約小10萬倍。聲表面波濾波器是採用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料，利用其壓電效應和聲表面波傳播的物理特性而製成的一種濾波專用器件，廣泛應用於電視機及錄像機中頻電路中，以取代LC中頻濾波器，使圖像、聲音的質量大大提高。

SAW 聲表濾波器、聲表諧振器，是在壓電基片材料表面產生並傳播、且其振幅隨深入基片本材料的深度增加而迅速減少的的彈性波。聲表面波（SAW）是傳播於壓電晶體表面的機械波，其聲速僅為電磁波速的十萬分之一，傳播衰耗很小。

SAW 聲表器件是在壓電基片上採用微電子工藝技術製作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等，利用基片材料的壓電效應，通過輸入叉指換能器（IDT）將電信號轉換成聲信號，並局限在基片表面傳播，輸出IDT將聲信號恢復成電信號，實現電-聲-電的變換過程，完成電信號處理過程，獲得各種用途的電子器件。

採用了先進微電子加工技術製造的聲表面波器件，具有體積小、重量輕、可靠性高、一致性好、多功能以及設計靈活等優點。

6、介質濾波器

介質濾波器利用介質陶瓷材料的低損耗、高介電常數、頻率溫度系數和熱膨脹系數小、可承受高功率等特點設計製作的，由數個長型諧振器縱向多級串聯或並聯的梯形線路構成。

其特點是插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄，特別適合CT1，CT2，900MHz，1.8GHz，2.4GHz，5.8GHz，便攜電話、汽車電話、無線耳機、無線麥克風、無線電台、無繩電話以及一體化收發雙工器等的級向耦合濾波。

7、有源電力濾波器

有源電力濾波器是一種動態抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對頻率和大小都變化的諧波和無功進行補償，可以彌補無源濾波器的缺點，獲得比無源濾波器更好的補償特性，是一種理想的補償諧波裝置。

早在70年代，有源電力濾波器的基本原理和主電路拓撲結構就已被確定，但由於受當時的技術條件限制，未能使有源電力濾波器得以實施。進入80年代後，新型電力電子器件的出現、PWM控制技術的發展以及瞬時無功功率理論的提出，極大地促進了有源電力濾波器技術的發展。

國外已開始在工業和民用設備上廣泛使用有源電力濾波器，並且單機裝置的容量逐步提高，其應用領域從補償用戶自身的諧波向改善整個電力系統供電質量的方向發展。

(3)哪些物理模型是低通濾波器擴展閱讀：

板上濾波器雖然對高頻的濾波效果不理想，但是如果應用得當，可以滿足大部分民用產品電磁兼容的要求。在使用時要注意以下事項：

1、「干凈地」：如果決定使用板上濾波器，在布線時就要注意在電纜埠處留出一塊「干凈地」，濾波器和連接器都安裝在「干凈地」上。通過前面的討論，可知信號地線上的干擾是十分嚴重的。如果直接將電纜的濾波電容連接到這種地線上，會造成嚴重的共模輻射問題。

為了取得較好的濾波效果，必須准備一塊干凈地。並與信號地只能在一點連接起來，這個流通點稱為「橋」，所有信號線都從橋上通過，以減小信號環路面積。

2、並排設置：同一組電纜內的所有導線的未濾波部分在—起，已濾波部分在一起。否則，一根導線的耒濾波部分會將另一根導線的已濾波部分重新污染9使電纜整體濾波失效。

3、靠近電纜：濾波器與面板之間的導線的距離應盡量短。必要時，使用金屬板遮擋一下，隔離近場干擾。

4、與機箱接：安裝濾波器的干諍地要與金屬機箱可靠地搭接起來，如果機箱不是金屬的，就在線路板下方設置一塊較大的金屬板來作為濾波地。干凈地與金屬機箱之間的搭接要保證很低的射頻阻抗。如有必要，可以使用電磁密封襯墊搭接，增加搭接面積，減小射頻阻抗。

5、接地線短：考慮到引腳的電感效應，其重要性前面已討淪，濾波器的局部布線和設計線路板與機箱（金屬板）的連接結構時要特別注意

參考資料：網路-濾波器

❹ 低通濾波器的概念和分類

低通濾波器容許低頻信號通過, 但減弱(或減少)頻率高於截止頻率的信號的通過。對於不同濾波器而言,每個頻率的信號的減弱程度不同。當使用在音頻應用時,它有時被稱為高頻剪切濾波器, 或高音消除濾波器。低通濾波器概念有許多不同的形式，其中包括電子線路（如音頻設備中使用的hiss 濾波器、平滑數據的數字演算法、音障（acoustic barriers）、圖像模糊處理等等。低通濾波器在信號處理中的作用等同於其它領域如金融領域中移動平均數（moving average)所起的作用；這兩個工具都通過剔除短期波動、保留長期發展趨勢提供了信號的平滑形式。

❺ 信號濾波器原理

濾波是信號處理中的一個重要概念。濾波分經典濾波和現代濾波。
經典濾波的概念，是根據富立葉分析和變換提出的一個工程概念。根據高等數學理論，任何一個滿足一定條件的信號，都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。換句話說，就是工程信號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號的不同頻率的正弦波叫做信號的頻率成分或叫做諧波成分。只允許一定頻率范圍內的信號成分正常通過，而阻止另一部分頻率成分通過的電路，叫做經典濾波器或濾波電路。
實際上，任何一個電子系統都具有自己的頻帶寬度（對信號最高頻率的限制），頻率特性反映出了電子系統的這個基本特點。而濾波器，則是根據電路參數對電路頻帶寬度的影響而設計出來的工程應用電路。
用模擬電子電路對模擬信號進行濾波，其基本原理就是利用電路的頻率特性實現對信號中頻率成分的選擇。根據頻率濾波時，是把信號看成是由不同頻率正弦波疊加而成的模擬信號，通過選擇不同的頻率成分來實現信號濾波。
當允許信號中較高頻率的成分通過濾波器時，這種濾波器叫做高通濾波器。
當允許信號中較低頻率的成分通過濾波器時，這種濾波器叫做低通濾波器。
當只允許信號中某個頻率范圍內的成分通過濾波器時，這種濾波器叫做帶通濾波器。
理想濾波器的行為特性通常用幅度-頻率特性圖描述，也叫做濾波器電路的幅頻特性。理想濾波器的幅頻特性如圖所示。圖中，w1和w2叫做濾波器的截止頻率。

濾波器頻率響應特性的幅頻特性圖
對於濾波器，增益幅度不為零的頻率范圍叫做通頻帶，簡稱通帶，增益幅度為零的頻率范圍叫做阻帶。例如對於LP，從-w1當w1之間，叫做LP的通帶，其他頻率部分叫做阻帶。通帶所表示的是能夠通過濾波器而不會產生衰減的信號頻率成分，阻帶所表示的是被濾波器衰減掉的信號頻率成分。通帶內信號所獲得的增益，叫做通帶增益，阻帶中信號所得到的衰減，叫做阻帶衰減。在工程實際中，一般使用dB作為濾波器的幅度增益單位。
低通濾波器
低通濾波器的基本電路特點是，只允許低於截止頻率的信號通過。

（1）一階低通Butterworth濾波電路
下圖a和b是用運算放大器設計的兩種一階Butterworth濾波電路的電路。圖a是反相輸入一階低通濾波器，實際上就是一個積分電路，其分析方法與一階積分電路相同。

基本濾波電路 演示
圖b是同相輸入的一階低通濾波器。根據給定的電路圖可以得到

對濾波器來說，更關心的是正弦穩態是的行為特性，利用拉氏變換與富氏變換的關系，有

下圖是上式RC=2時的幅頻特性和相頻特性波特圖。

RC=2時一階Butterworth低通濾波器的頻率響應特性

（2）二階低通Butterworth濾波電路
下 圖是用運算放大器設計的二階低通Butterworth濾波電路。

二階Butterworth低通濾波電路
直接採用頻域分析方法得到

其中k = 1+R1/R2 。令Q=1/（3-k），w0=1/RC，則可以寫成

其中k相當於同相放大器的電壓放大倍數，叫做濾波器的通帶增益，Q叫做品質因數，w0叫做特徵角頻率。
下圖是二階低通濾波器在RC=2時的波特圖，其中圖a是Q>0.707時的效果，圖b是Q=0.707時的效果，圖c是Q<0.707時的效果。
(a) Q>0.707
(b) Q=0.707
(c)Q<0.707
二階低通濾波器在RC=2時的波特圖
從圖中可以看出，當Q>0.707 或Q<0.707時，通帶邊沿處會出現比較大的不平坦現象。因此，品質因數表明了濾波器通帶的狀態。一般要求Q=0.707。
由此可以得到

這就是二階Butterworth濾波器電壓增益得計算0.707公式。令Q=0.707，得
0.414R2 = 0.707R1
通常把最大增益倍所對應的信號頻率叫做截止頻率，這時濾波器具有3dB的衰減。利用濾波器幅頻特性的概念，可以得到截止頻率w0 =w =1/RC，即
f =1/2pRC

高通濾波器的特點是，只允許高於截止頻率的信號通過。下圖是二階Butterworth高通濾波器電路的理想物理模型。
直接採用頻域分析方法，並令k = 1+R1/R2 ，Q =1/（3-k），w0=1/RC，則可以得到二階Butterworth高通濾波電路的傳遞函數為
二階Butterworth高通濾波電路 演示
高通濾波器

考慮正弦穩態條件下，s=jw，得

二階BButterworth高通濾波器在頻率響應特性與低通濾波器相似，當Q>0.707或Q<0.707時，通帶邊沿處會出現不平坦現象。有關根據品質因數Q計算電路電阻參數R1 和R2的方法與二階低通濾波器的計算相同。
同樣，利用濾波器幅頻特性的概念，可以得到截止頻率w0 =w =1/RC，即 f =1/2pRC

❻ 怎麼判斷電路是幾階、哪種類型濾波器（低通，高通，帶通，帶阻）

rc雙t電路組成的濾波器是c、帶通濾波，英文縮寫是bef。在rc雙t電路中用其中一t形rc構成一組一階低通濾波器lpf，另一t形rc構成另一組一階高通濾波器hpf，通過中心頻率不同的這二階t形rc級聯，就能夠實現只允許特定頻率范圍通過的濾波器就是帶通濾波bef。

❼ 信號濾波器原理是什麼

一、濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其它頻率成分。在測試裝置中，利用濾波器的這種選頻作用，可以濾除干擾雜訊或進行頻譜分析。

廣義地講，任何一種信息傳輸的通道（媒質）都可視為是一種濾波器。因為，任何裝置的響應特性都是激勵頻率的函數，都可用頻域函數描述其傳輸特性。因此，構成測試系統的任何一個環節，諸如機械繫統、電氣網路、儀器儀表甚至連接導線等等，都將在一定頻率范圍內，按其頻域特性，對所通過的信號進行變換與處理。

本節所述內容屬於模擬濾波范圍。主要介紹模擬濾波器原理、種類、數學模型、主要參數、RC濾波器設計。盡管數字濾波技術已得到廣泛應用，但模擬濾波在自動檢測、自動控制以及電子測量儀器中仍被廣泛應用。

二、濾波器分類

1、根據濾波器的選頻作用分類

⑴低通濾波器

從0～f2頻率之間，幅頻特性平直，它可以使信號中低於f2的頻率成分幾乎不受衰減地通過，而高於f2的頻率成分受到極大地衰減。

⑵高通濾波器

與低通濾波相反，從頻率f1～∞，其幅頻特性平直。它使信號中高於f1的頻率成分幾乎不受衰減地通過，而低於f1的頻率成分將受到極大地衰減。

⑶帶通濾波器

它的通頻帶在f1～f2之間。它使信號中高於f1而低於f2的頻率成分可以不受衰減地通過，而其它成分受到衰減。

⑷帶阻濾波器

與帶通濾波相反，阻帶在頻率f1～f2之間。它使信號中高於f1而低於f2的頻率成分受到衰減，其餘頻率成分的信號幾乎不受衰減地通過.

低通濾波器和高通濾波器是濾波器的兩種最基本的形式，其它的濾波器都可以分解為這兩種類型的濾波器，例如：低通濾波器與高通濾波器的串聯為帶通濾波器，低通濾波器與高通濾波器的並聯為帶阻濾波器。

⒉根據「最佳逼近特性」標准分類

⑴巴特沃斯濾波器

從幅頻特性提出要求，而不考慮相頻特性。巴特沃斯濾波器具有最大平坦幅度特性，其幅頻響應表達式為：

⑵切比雪夫濾波器

切貝雪夫濾波器也是從幅頻特性方面提出逼近要求的，其幅頻響應表達式為：ε是決定通帶波紋大小的系數，波紋的產生是由於實際濾波網路中含有電抗元件；Tn是第一類切貝雪夫多項式。

與巴特沃斯逼近特性相比較，這種特性雖然在通帶內有起伏，但對同樣的n值在進入阻帶以後衰減更陡峭，更接近理想情況。ε值越小，通帶起伏越小，截止頻率點衰減的分貝值也越小，但進入阻帶後衰減特性變化緩慢。切貝雪夫濾波器與巴特沃斯濾波器進行比較，切貝雪夫濾波器的通帶有波紋，過渡帶輕陡直，因此，在不允許通帶內有紋波的情況下，巴特沃斯型更可取；從相頻響應來看，巴特沃斯型要優於切貝雪夫型，通過上面二圖比較可以看出，前者的相頻響應更接近於直線。

⑶貝塞爾濾波器

只滿足相頻特性而不關心幅頻特性。貝塞爾濾波器又稱最平時延或恆時延濾波器。其相移和頻率成正比，即為一線性關系。但是由於它的幅頻特性欠佳，而往往限制了它的應用。

三、理想濾波器

理想濾波器是指能使通帶內信號的幅值和相位都不失真，阻帶內的頻率成分都衰減為零的濾波器，其通帶和阻帶之間有明顯的分界線。也就是說，理想濾波器在通帶內的幅頻特性應為常數，相頻特性的斜率為常值；在通帶外的幅頻特性應為零。

理想低通濾波器的頻率響應函數為:其幅頻及相頻特性曲線為：分析上式所表示的頻率特性可知，該濾波器在時域內的脈沖響應函數 h（t）為 sinc函數，圖形如下圖所示。脈沖響應的波形沿橫坐標左、右無限延伸，從圖中可以看出，在t=0時刻單位脈沖輸入濾波器之前，即在t<0時，濾波器就已經有響應了。顯然，這是一種非因果關系，在物理上是不能實現的。這說明在截止頻率處呈現直角銳變的幅頻特性，或者說在頻域內用矩形窗函數描述的理想濾波器是不可能存在的。實際濾波器的頻域圖形不會在某個頻率上完全截止，而會逐漸衰減並延伸到∞。

四、實際濾波器

⒈實際濾波器的基本參數

理想濾波器是不存在的，在實際濾波器的幅頻特性圖中，通帶和阻帶之間應沒有嚴格的界限。在通帶和阻帶之間存在一個過渡帶。在過渡帶內的頻率成分不會被完全抑制，只會受到不同程度的衰減。當然，希望過渡帶越窄越好，也就是希望對通帶外的頻率成分衰減得越快、越多越好。因此，在設計實際濾波器時，總是通過各種方法使其盡量逼近理想濾波器。

如圖所示為理想帶通（虛線）和實際帶通（實線）濾波器的幅頻特性。由圖中可見，理想濾波器的特性只需用截止頻率描述，而實際濾波器的特性曲線無明顯的轉折點，兩截止頻率之間的幅頻特性也非常數，故需用更多參數來描述。

⑴紋波幅度d

在一定頻率范圍內，實際濾波器的幅頻特性可能呈波紋變化，其波動幅度d與幅頻特性的平均值A0相比，越小越好，一般應遠小於-3dB。

⑵截止頻率fc

幅頻特性值等於0.707A0所對應的頻率稱為濾波器的截止頻率。以A0為參考值，0.707A0對應於-3dB點，即相對於A0衰減3dB。若以信號的幅值平方表示信號功率，則所對應的點正好是半功率點

⑶帶寬B和品質因數Q值

上下兩截止頻率之間的頻率范圍稱為濾波器帶寬，或-3dB帶寬，單位為Hz。帶寬決定著濾波器分離信號中相鄰頻率成分的能力——頻率分辨力。在電工學中，通常用Q代表諧振迴路的品質因數。在二階振盪環節中，Q值相當於諧振點的幅值增益系數， Q=1/2ξ（ξ——阻尼率）。對於帶通濾波器，通常把中心頻率f0（ ）和帶寬 B之比稱為濾波器的品質因數Q。例如一個中心頻率為500Hz的濾波器，若其中-3dB帶寬為10Hz，則稱其Q值為50。Q值越大，表明濾波器頻率分辨力越高。

⑷倍頻程選擇性W

在兩截止頻率外側，實際濾波器有一個過渡帶，這個過渡帶的幅頻曲線傾斜程度表明了幅頻特性衰減的快慢，它決定著濾波器對帶寬外頻率成分衰阻的能力。通常用倍頻程選擇性來表徵。所謂倍頻程選擇性，是指在上截止頻率fc2與 2fc2之間，或者在下截止頻率fc1與fc1/2之間幅頻特性的衰減值，即頻率變化一個倍頻程時的衰減量或倍頻程衰減量以dB/oct表示（octave，倍頻程）。顯然，衰減越快（即W值越大），濾波器的選擇性越好。對於遠離截止頻率的衰減率也可用10倍頻程衰減數表示之。即［dB／10oct］。

⑸濾波器因數（或矩形系數）

濾波器因數是濾波器選擇性的另一種表示方式 ，它是利用濾波器幅頻特性的 -60dB帶寬與-3dB帶寬的比值來衡量濾波器選擇性，記作 ，即理想濾波器 =1，常用濾波器 =1－5，顯然， 越接近於1，濾波器選擇性越好。

❽ 低通濾波器總共有多少種

參考 1、因為懂得，所以慈悲——這是張愛玲對胡蘭成說的話。

❾ 理想低通濾波器、巴特沃斯低通濾波器、指數低通濾波器、梯形低通濾波器之間的區別

都是低通濾波器，理想低通濾波器是理論上的濾波結果，實際上是沒有的，
巴特沃斯就是有源濾波器的一種，具體可以查書，一般的模擬電路上有，一兩句說不清楚，
梯形濾波器應該是復頻響應的波特圖是梯形的，不過一般的濾波器都是這樣啊 ，
指數濾波器沒做過，按字面上來理解就是濾波效果是成指數變化的。