贴标滤波是信号处理中的一个重要概念，滤波电路的作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。8 `& q# H) ?% w8 h9 g: h
一般来说，滤波分为经典滤波和现代滤波。
. G0 U- y$ [% ~5 M" [ 经典滤波是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念，根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。2 a# n4 u( V% U( A% y! z
换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。. I! w3 l9 u5 ?/ A$ y
在经典滤波和现代滤波中，隔离开关滤波器模型其实是一样的（硬件方面的滤波器其实进展并不大），但现代滤波还加入了数字滤波的很多概念。1 x) u6 M8 ]; X5 j
滤波电路的原理" ]9 u2 X, y; ~1 ~& t* K7 j
当流过电感的电流变化时，电感线圈中产生的感应电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。3 N5 I, a5 I% j; ^- g& S2 o' U
因此经电感滤波后，不但负载电流及电压的脉动减小，波形变得平滑，而且整流二极管的导通角增大。
l+ M9 I4 |% Y 在电感线圈不变的情况下，晶振负载电阻愈小，输出电压的交流分量愈小。只有在RL>>ωL时才能获得较好的滤波效果。L愈大，滤波效果愈好。% ]0 |) ]- \; ~: j) L. a1 j
滤波器的作用. Q. Q5 A) n4 W
1、将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比；
6 o( M" `: |9 e8 X6 _ 2、滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度；
( I1 M# I6 ~( \8 h; ?8 \$ d 3、从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。, _+ t& R, i7 Z J- f" r
理想滤波器与实际滤波器
( c1 o5 k; c0 a4 Y9 M9 Z G( q% A 理想滤波器
' \% ?8 D, U6 ^9 ^4 {( E- D. H) u 使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻喧内的频率成分都衰减为零的滤波器，其通带和阻带之间有明显的分界线。
, S. f. d0 p' m( u& B. r7 r0 t 实际滤波器& e: a- ~# H8 ^" S
理想滤波器是不存在的，在实际滤波器的幅频特性图中，通带和阻带之间应没有严格的界限。在通带和阻带之间存在一个过渡带。在过渡带内的频率成分不会被完全抑制，只会受到不同程度的衰减。% g! [) S7 `* b8 s4 W
当然，希望过渡带越窄越好，也就是希望对通带外的频率成分衰减得越快、越多越好。因此，在设计实际滤波器时，总是通过各种方法使其尽量逼近理想滤波器。
. d9 F" v( {* X: G) Y 1、纹波幅度d
' Z* _5 X @) a! p! n& \2 ]0 T/ | 在一定频率范围内，实际滤波器的幅频特性可能呈波纹变化，其波动幅度d与幅频特性的平均值A0相比，越小越好，一般应远小于-3dB。, G' z* }/ o5 Y1 y, |
2、截止频率fc1 G* C% Z3 z& H0 D" C- q* L: l
幅频特性值等于0.707A0所对应的频率称为滤波器的截止频率。以A0为参考值，0.707A0对应于-3dB点，即相对于A0衰减3dB。若以信号的幅值平方表示信号功率，则所对应的点正好是半功率点。" N. T B6 U& |
3、带宽B和品质因数Q值: S/ V3 D4 _1 [- G, F2 t$ I5 v' @" q
上下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽，或-3dB带宽，单位为Hz。带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力——频率分辨力。在电工学中，通常用Q代表谐振回路的品质因数。/ g. T; D/ c: o
在二阶振荡环节中，Q值相当于谐振点的幅值增益系数，Q=1/2ξ（ξ——阻尼率）。对于带通滤波器，通常把中心频率f0（）和带宽B之比称为滤波器的品质因数Q。例如一个中心频率为500Hz的滤波器，若其中-3dB带宽为10Hz，则称其Q值为50。Q值越大，表明滤波器频率分辨力越高。& o9 m3 x4 Z/ E6 m5 ^( X5 ?
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