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滤波器是一-种选频装置。它对某一个或几个频率范围(频带)内的电信号给以很小的衰减，使这部分信号能够顺利通过;对其他频带内的电信号则给以很大的衰减，从而尽可能地阻止这部分信号通过。通过滤波器时不经受衰减或经受很小衰减的频带称为通带，经受的衰减超过某-~规定值的频带称为阻带，位于通带和阻带之间的频带称为过渡带。根据通带和阻带所处范围的不同，滤波器可分为四类:' I: s" ]; g6 {9 x
* M" f, T' X8 m" n* s5 M% P; j6 u1.低通滤波器。它的通带由零延伸至某一规定的 上限频率f1,阻带则由f2延伸至无限大( f2> f1)。
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5 n9 F' i* W: F; A- _& w8 h D8 e2.高通滤波器。它的频率特性与低通相反;阻带位于低频范围内，通带则由f;延伸至无限大。6 C3 B- L; y, z2 g2 ^
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3.带通滤波器。它的通带限定在两个有限频率，f1 与f2之间，通带两侧都有阻带。4.带阻滤波器。它的阻带限定在两个有限频率f;与f2之间，阻带两侧都有通带。以上四种滤波器的衰减特性可用图1.1来示意。0 j: @! D- q* r% q. T
9 ]( ?! Z) C. _1 M( `; w+ T+ U' H在脉冲传输系统中(如脉码调制，数据传输，电视等),不仅信号的衰减特性，而且信号的相位(或时延)特性也必须满足一定的条件。在这情况下，滤波器的设计必须同时考虑衰减和时延的要求。
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在电信技术中，滤波器的应用极为广泛，不胜枚举。下 面略举几个主要的应用实例。预选滤波器。作用在一个灵敏接收机输入端上的复合信号可能包含着许多分量，而且可能占有极宽的频谱。在这些信号中，有些是天然的和人为的噪声，有些信号则是传送至几个沅程接收站的消息。这些信号的含有功率可以相差到几个数量级。因此，如果要求接收机能够从中选出一个低电平信号并加以放大，显然必须把干扰信号和噪声中的大部分功率排除掉。否则的话，接收机的某级可能过荷，从而导致放大器饱和，使放大成为不可能。多数通信信号占有不同的频谱，所以有可能利用-一个带通滤波器只将所需信号占有的一个窄频带选出。因为噪声的频带一般很宽，所以虽然有些噪声也被放大，但大部分受到抑制。完成上述任务的滤波器称为预选滤波器，它通常是可调的。
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中频滤波器。一个可调滤波器通常只能做得很简单，因此它不能在通带与阻带之间产生一个很窄的过渡带。将不同的输入信号频谱转移到一个固定的中频(这个过程称为变频)之后，就可以利用中频滤波器提高接收机的选择性。* u! ?, J4 Z" O' U" b) x8 K% W
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单边带滤波器。为了节约调幅通信系统的占有频带，可以将载波和两个边带之一加以抑制，从而实现单边带通信。为此就需要一个过渡带极窄的、复杂的单边带滤波器来达到这个目的。' }; i7 m! X% c5 `8 X$ W n
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频率复用。在远程通信系统中，如果只传送- -路消息，则线路的利用很不经济。采用复用技术可以在一条线路.上同时传送数百至数千路消息，这就大大降低了按每路计算的线路成本。
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在频率复用中，各低频原始信号被移频到不同的中心频率上。如果适当选择这些中心频串，以使相邻信道的频谱不相重迭，从而避免了串话，那么就可以将所有这些信号混合并发送。在接收端，利用带通滤波器可将不同信道分开，并把它们移回到原来的频带上。1 h) Y4 K) F: f- p9 E3 T
) a7 `5 D1 \* B6 J4 g时间复用。如所周知，如果-个原始信号的频带被限制在fr 以内，那么利用在每隔1/2 fr秒或更短时间间隔上对信号的取样，可以准确地使信号重现。当相应于这些取样的各脉冲与其他信道的取样脉冲相交织时，通过适当的换接和同步，可以把这些脉冲一起传送出去，并在接收端把它们选入不同的信道。这种方案称为时间复用。在每.-信道的两端都需要低通滤波器。在输入端，用它们来限制信号的带宽;在输出端，用来平整和平均取样脉冲，以使原始信号重现。
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倍频与变频。在倍频和变频过程中，通常需要-一个非线性元件或一个参数随时间作周期性变化的元件。在每种情况下，都必然会产生许多不需要的频率分量。一般说来，这些分量是以较宽的频串间隔互相隔开的。因此，利用简单的带通、低通、高通或带阻滤波器可以把不需要的分量排除掉。4 X! C% a) C9 T2 [" |2 h0 f
/ W$ `+ s' W( z$ P8 D! N2 C以上所举的例子虽然很不全面，但已足够说明在几乎所有的通信系统中，滤波器都是一个不可缺少的部件。
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滤波器综合法设计原理，比较老的一本滤波器设计从书，欢迎下载。
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发表于 2022-6-27 14:09
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