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滤波器的作用是什么意思(滤波器的主要功能和作用)

在信号处理中,滤波器是一种从信号中去除一些不需要的成分或特征的设备或过程。滤波是一类信号处理,滤波器的定义特征是完全或部分抑制信号的某些方面。大多数情况下,这意味着删除一些频率或频带。然而,滤波器并不只作用于频域;特别是在图像处理领域,存在许多其他过滤目标。可以去除某些频率分量的相关性,而不必在频域中起作用而不能去除其他频率分量。

滤波器的作用是什么意思(滤波器的主要功能和作用)(图1)

技术

过滤器可以采用多种不同的技术构建。相同的传递函数可以通过几种不同的方式实现,即滤波器的数学性质相同但物理性质大不相同。通常,不同技术中的组件彼此直接相似,并在各自的过滤器中发挥相同的作用。例如,电子学中的电阻器、电感器和电容器分别对应于力学中的阻尼器、质量和弹簧。同样,分布式元素过滤器中也有相应的组件。

电子滤波器最初是完全无源的,由电阻、电感和电容组成。有源技术使设计更容易,并为滤波器规格开辟了新的可能性。

滤波器的作用是什么意思(滤波器的主要功能和作用)(图2)

数字滤波器对以数字形式表示的信号进行操作。数字滤波器的本质是它直接在其编程或微代码中实现数学算法,对应于所需的滤波器传递函数。

机械过滤器由机械部件构成。在绝大多数情况下,它们用于处理电子信号,并提供换能器以将其转换为机械振动或从机械振动转换。但是,确实存在设计用于完全在机械领域中运行的过滤器的示例。

分布式元件滤波器由由小块传输线或其他分布式元件制成的组件构成。分布式元件滤波器中的某些结构直接对应于电子滤波器的集总元件,以及此类技术独有的其他结构。

波导滤波器由波导组件或插入波导的组件组成。波导是一类传输线,分布元件滤波器的许多结构,例如短截线,也可以在波导中实现。

滤波器的作用是什么意思(滤波器的主要功能和作用)(图3)

滤光片最初是为信号处理以外的目的而开发的,例如照明和摄影。然而,随着光纤技术的兴起,光学滤波器越来越多地找到信号处理应用,并且信号处理滤波器术语。

横向滤波器或延迟线滤波器通过对不同时间延迟后的输入副本求和来工作。这可以通过各种技术实现,包括模拟延迟线、有源电路、CCD延迟线,或者完全在数字域中实现。


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