濾波器

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，而極大地衰減其他頻率成分。利用濾波器的這種選頻作用，可以濾除干擾噪聲或進行頻譜分析。換句話說，凡是可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器。濾波器，是對波進行過濾的器件?！安ā笔且粋€非常廣泛的物理概念，在電子技術(shù)領(lǐng)域，“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用，被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時間函數(shù)，稱之為各種物理量的時間波形，或者稱之為信號。因為自變量時間是連續(xù)取值的，所以稱之為連續(xù)時間信號，又習(xí)慣地稱之為模擬信號(Analog Signal)。濾波是信號處理中的一個重要概念，在直流穩(wěn)壓電源中濾波電路的作用是盡可能減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波系數(shù)降低，波形變得比較平滑。

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數(shù)字濾波器的對比

數(shù)字濾波器現(xiàn)在主要有兩種，一種是IIR，我們稱之為無限的沖激響應(yīng)濾波器，另外一種是FIR，這種濾波器是與IIR相對應(yīng)的，這個是有限的沖激響應(yīng)濾波器。兩個系統(tǒng)都是有各自的特點的，F(xiàn)IR的濾波器是沒有閉環(huán)的反饋的環(huán)路信號，它的結(jié)構(gòu)比較簡單，可以實現(xiàn)比較嚴(yán)格的線性方程的相位的計算，一般情況下相位的要求不嚴(yán)格一 般不會使用這個濾波器，相反的話，會采用這種濾波器。當(dāng)然在很多的場景下面，我們要對信號進行一些實時的處理，當(dāng)現(xiàn)場的信號數(shù)據(jù)越來越多的情況下，我們對硬件的性能要求就越來越高，市面上很多的單片機已經(jīng)無法滿足我們實際的功能需求，一般的8位的16位的乃至32位的單片機以及ARM芯片已經(jīng)不能在對算法進行支撐，由于專門為數(shù)字處理設(shè)計的DSP控制器的出現(xiàn)，提高了我們?yōu)V波器的效率，DSP很多情況下可以使用多組總線的方式，并行處理多組實時的數(shù)據(jù)，獨立的一些算法器充分的使用大大提高了我們?yōu)V波器的效率。對于硬件上的短板完全可以由DSP的芯片進行彌補，做到對數(shù)字信號的實時處理與計算。DSP與普通的微處理器相比有很大的數(shù)字信號的處理優(yōu)勢，他是單片機以及ARM的繼承，為信號處理做了一些局部的開發(fā)和改進，大大的增強了數(shù)字處理的能力，它有特定的數(shù)據(jù)流程格式、有特定的算法器，有特殊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為解決復(fù)雜的數(shù)字信號的處理提供了很多優(yōu)越的條件和基礎(chǔ)，通過對DSP的編程可以實現(xiàn)IIR濾波器。 FIR濾波器實際上有一定的缺陷，這類系統(tǒng)只有零點，它不會跟IIR系統(tǒng)的那樣容易獲取比較好衰減的特性，但是也有更加明顯的優(yōu)勢。他是通過非硬件電路實現(xiàn)的，相比硬件電路實現(xiàn)濾波器主要優(yōu)點有很多，例如，效率很高、有極點、有反饋等。

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無源濾波器

無源濾波器按接線形式可分為電容濾波器、電廠濾波電路、L型RC濾波電路、π形RC濾波電路、多節(jié)π形RC 濾波電路、π形LC濾波電路。按功能可分為單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器。無源濾波器具有如下優(yōu)勢：結(jié)構(gòu) 形式簡單、投資費用低，能夠補償系統(tǒng)中的無功分量、改善電網(wǎng)功率因數(shù)；工作穩(wěn)定性較高、維護簡單、技術(shù)成熟等，在有源濾波器出現(xiàn)以前被廣泛采用。無源濾波器的缺點也有很多方面：受電網(wǎng)參數(shù)的影響較大，系統(tǒng)阻抗值和主要次數(shù)諧振頻率往往隨著工況發(fā)生變化；諧波濾除的頻帶也較窄，只能濾除主要次數(shù)的諧波，或因發(fā)生并聯(lián)諧振，放大一些次數(shù)的諧波；濾波和無功補償及調(diào)壓之間的協(xié)調(diào)較困難 ；隨著流經(jīng)濾波器的電流升高，可能造成設(shè)備過負荷運行；耗材多，重量和體積都較大；運行穩(wěn)定性較差等缺點。因此，整體性能更優(yōu)的有源濾波器得到越來越多的應(yīng)用。

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