濾波是信號處理中的一個重要概念。濾波分經(jīng)典濾波和現(xiàn)代濾波。
經(jīng)典濾波的概念，是根據(jù)傅里葉分析和變換提出的一個工程概念。根據(jù)高等數(shù)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(nèi)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(jīng)典濾波器或濾波電路。
工作原理
當流過電感的電流變化時，電感線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將阻止電流的變化。當通過電感線圈的電流增大時，電感線圈產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相反，阻止電流的增加，同時將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場能存儲于電感之中；當通過電感線圈的電流減小時，自感電動勢與電流方向相同，阻止電流的減小，同時釋放出存儲的能量，以補償電流的減小。因此經(jīng)電感濾波后，不但負載電流及電壓的脈動減小，波形變得平滑，而且整流二極管的導通角增大。
在電感線圈不變的情況下，負載電阻愈小，輸出電壓的交流分量愈小。只有在RL》》ωL時才能獲得較好的濾波效果。L愈大，濾波效果愈好。
另外，由于濾波電感電動勢的作用，可以使二極管的導通角接近π，減小了二極管的沖擊電流，平滑了流過二極管的電流，從而延長了整流二極管的壽命。
濾波電路四種基本類型
濾波器有低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器四種基本類型，理想濾波器的輸出在通帶內(nèi)與它的輸入相同，在阻帶內(nèi)為零。四種理想濾波器定義如下。
?。?）圖10.1（a）是理想低通濾波器，它允許低頻信號無損耗地通過濾波器，當信號頻率超過截止頻率后，信號的衰減為無窮大。
?。?）圖10.1（b）是理想高通濾波器，它與理想低通濾波器正好相反，允許高頻信號無損耗地通過濾波器，當信號頻率低于截止頻率后，信號的衰減為無窮大。
?。?）圖10.1（c）是理想帶通濾波器，它允許某一頻帶內(nèi)的信號無損耗地通過濾波器，頻帶外的信號衰減為無窮大。
?。?）圖10.1（d）是理想帶阻濾波器，它讓某一頻帶內(nèi)的信號衰減為無窮大，頻帶外的信號無損耗地通過濾波器。
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