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带通滤波器的作用

返回列表 来源：发布日期： 2021.05.31

带通滤波器是指可以通过某个频率范围内的频率分量，但将其他范围内的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相反。模拟带通滤波器的一个例子是电阻-电感-电容电路（RLC 电路）。这些滤波器也可以通过组合低通滤波器和高通滤波器来生产。一个理想的带通滤波器应该有一个完全平坦的通带，通带内没有放大或衰减，通带外的所有频率都完全衰减，另外，通带外的转换是在极小的频率范围内完成的。事实上，没有理想的带通滤波器。滤波器不能完全衰减所需频率范围之外的所有频率，尤其是在所需通带之外有衰减但未隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现象，以每十倍衰减幅度的 dB 表示。
一般来说，滤波器的设计要保证滚降范围尽可能的窄，使滤波器的性能更接近设计。然而，随着滚降范围变得越来越小，通带变得不再平坦并且“波纹”开始出现。这种现象在通带边缘尤为明显，这种效应被称为吉布斯现象为下截止频率f1与上截止频率f2之间的谐振频率，其中滤波器的增益最大，滤波器的带宽为f2与f1之差。
带通是通过一定范围的频率，滤除其余的。比如一个高通滤波器+一个低通滤波器就可以构成一个带通滤波器。带通滤波器按其原理大致分为模拟带通滤波器和数字带通滤波器。
模拟带通滤波器一般利用电路元件（如电阻、电容、电感等）构成我们需要的频率特性电路。模拟带通滤波器的原理是通过配置电容、电阻和电感参数，使模拟滤波器对基波呈现小阻抗，对谐波呈现大阻抗，从而当负载电流信号通过时模拟当使用带通滤波器时，可以提取基波信号。目前，一些有源滤波器采用模拟电路实现带通滤波器来检测负载电流的基波分量，并已得到实际应用。然而，模拟带通滤波器也有其自身的一些缺点。这是因为模拟滤波器的中心频率对电路元件（如电容、电阻、电感）的参数非常敏感，很难设计出合适的参数，电路元件的参数会随着外部环境的干扰会导致中心频率的偏差影响滤波结果的准确性。
数字带通滤波器是利用软件实现上述滤波过程，可以很好地克服模拟滤波器的缺点。数字带通滤波器的参数一旦确定，就不会发生变化，只要电网频率在我们设计的范围内波动，就可以很好地提取基波分量。数字滤波器按其类型可分为IR型和FIR型。PIR型只有零点，不容易像IR型那样获得更好的通带和阻带特性。