滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等四种,因为四种滤波器可彼此转化,本文为行文便利悉数以低通滤波器为例进行阐明。
抱负的低通滤波器幅频特性曲线如下图所示,即通带增益稳定,过渡带无穷小,过渡区域斜率无穷大,阻带增益为0。但这样抱负的幅频特性在实践傍边是不存在的。因而滤波器规划的中心问题,便是要计算出一个呼应曲线,依规则的精确度迫临抱负状况的滤波器,并在实验室中制造完成。下图实线即为这样一条低通滤波器的实践呼应曲线。
实践电路规划遍及被我们承受的滤波器幅频呼应特性包含以下几种:巴特沃斯滤波器,切比雪夫滤波器,椭圆滤波器,贝塞尔滤波器等多种。
具有最大起伏平整度特性,运用该滤波器可获得尽可能平整的通带幅频呼应。高于截止频率的频带衰减具有适中的斜率,其脉冲呼应具有恰当的过冲及振铃。下图为不同阶数巴特沃斯滤波器的幅频呼应和时域呼应。
与巴特沃斯型比较,此类滤波器在通带以外的衰减更为峻峭,但这是以献身通带内的纹波为价值的。切比雪夫滤切比雪夫滤波器的截止频率界说为呼应滚降至低于纹波带的频点。关于偶数阶滤波器而言,一切纹波均高于0 dB了益的直流呼应,因而截止频点坐落0 dB 衰减处。关于奇数阶滤波器来说,一切的纹波均低于0 dB了益的直流呼应,截止频率则界说为低于纹波带最大衰减点(- ripple dB的频点)。在极点数量一守时,添加通带纹波可完成更峻峭截止。相关于巴特沃兹滤波器而言,切比雪夫滤波器的脉冲呼应具有更大的振铃。
也称为汤姆逊(Thomson)型滤波器。因为其线性相位呼应特性,使得此类滤波器具有最优的脉冲呼应(最小化过冲及振铃)功能。关于给定的极点数量而言,贝赛尔的幅频呼应并不如巴特沃兹平整,-3 dB 截止频率以外频带的衰减也不如巴特沃兹峻峭。虽然须选用更高阶的贝赛尔滤波器来迫临给定的巴特沃兹滤波器的幅频呼应,但考虑到贝赛尔滤波器的脉冲呼应保真度,添加必定的复杂性(源于附加的滤波器部件)也是物有所值的。