在(zai)信(xin)號處(chu)理中，濾波器是一種用于(yu)允許(xu)所需頻率分量(liang)以(yi)及去(qu)除(chu)不需要的(de)頻率分量(liang)的(de)設備。過濾可以(yi)定義為通過去(qu)除(chu)一些(xie)頻率來減少(shao)接(jie)口(kou)信(xin)號背景噪聲(sheng)。

　　濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)電路中用于將LPF（低通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)）和HPF（高通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)）特性(xing)合并為(wei)唯一的濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)，稱之(zhi)為(wei)帶(dai)通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)（BPF）。而對于不(bu)同種類的濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)來說，還可以分為(wei)模擬/數字、有(you)源/無源、線性(xing)/非線性(xing)、時變/時不(bu)變等類型。在(zai)本文中，小編簡單介紹下帶(dai)通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)原理、電路圖、類型及應用特性(xing)。

　　帶(dai)通濾波器的概念

　　帶(dai)(dai)通濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)是(shi)指允許信號在兩個特定頻率之間流動的電(dian)(dian)路(lu)，盡管將(jiang)這些(xie)信號劃(hua)分為(wei)其它頻率。帶(dai)(dai)通過(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)有不同的類型，一些(xie)帶(dai)(dai)通濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)的設計可以通過(guo)外部電(dian)(dian)源(yuan)以及集成(cheng)電(dian)(dian)路(lu)、晶體管等有源(yuan)元件(jian)來完成(cheng)，它們被稱為(wei)有源(yuan)帶(dai)(dai)通濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)。同樣，有些(xie)濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)使用(yong)任何類型的電(dian)(dian)源(yuan)以及電(dian)(dian)容器(qi)(qi)和電(dian)(dian)感器(qi)(qi)等無源(yuan)元件(jian)，稱為(wei)無源(yuan)帶(dai)(dai)通濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)。

　　帶(dai)(dai)通濾波(bo)器(qi)(qi)適(shi)用于無線發射器(qi)(qi)和接收(shou)器(qi)(qi)。在發射機(ji)中(zhong)(zhong)可用于將輸出(chu)信號的(de)帶(dai)(dai)寬(kuan)限制(zhi)在最低必(bi)要水平，并以首選的(de)速度和形式傳輸數(shu)據。類似地(di)，在接收(shou)器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)，帶(dai)(dai)通濾波(bo)器(qi)(qi)允許對首選頻率范圍內(nei)的(de)信號進行(xing)解(jie)碼，同(tong)時遠離不必(bi)要頻率的(de)信號。接收(shou)器(qi)(qi)的(de)信噪(zao)比(S/N)可以通過BPF進行(xing)優化(hua)。

　　帶通濾波器電路

　　帶通濾波(bo)(bo)器(qi)電(dian)(dian)路的最佳示(shi)例(li)是如下所示(shi)的RLC電(dian)(dian)路，該濾波(bo)(bo)器(qi)也可(ke)以(yi)通過合并(bing)LPF和(he)HPF來設(she)計。在帶通濾波(bo)(bo)器(qi)中，需要(yao)說明是一種濾波(bo)(bo)器(qi)，否則它(ta)就是濾波(bo)(bo)過程(cheng)。它(ta)與(yu)通帶不同，通帶是指受影響頻譜的實(shi)部(bu)。而完(wan)(wan)美的帶通濾波(bo)(bo)器(qi)沒有增益和(he)衰減(jian)，因此它(ta)是完(wan)(wan)全電(dian)(dian)平(ping)通帶，這將完(wan)(wan)全衰減(jian)通帶外的每一個(ge)頻率(lv)。

　　實際上，帶通(tong)濾波器并不(bu)理想，并且(qie)不(bu)會完全(quan)衰(shuai)減(jian)首(shou)選頻率(lv)之(zhi)外的(de)每(mei)個(ge)(ge)頻率(lv)。特別是，在建議的(de)通(tong)帶之(zhi)外有一(yi)個(ge)(ge)部(bu)分(fen)頻率(lv)被(bei)衰(shuai)減(jian)，但未被(bei)丟棄，這(zhe)被(bei)稱為濾波器滾降，通(tong)常情況下，它以(yi)每(mei)倍頻程的(de)衰(shuai)減(jian)dB為單位指定(ding)，否(fou)則為十倍頻。

　　另外，濾波器帶寬(kuan)是(shi)指高頻(pin)(pin)率(lv)(lv)和(he)低頻(pin)(pin)率(lv)(lv)之間的(de)差異(yi)。形(xing)狀因數(shu)是(shi)用兩個不同的(de)衰減值計算(suan)的(de)帶寬(kuan)分(fen)數(shu)，用于(yu)確定截止頻(pin)(pin)率(lv)(lv)，例如，2:1的(de)20/2dB形(xing)狀因數(shu)意(yi)味著在20dB衰減的(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)之間計算(suan)的(de)帶寬(kuan)是(shi)兩倍以2dB衰減的(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)計算(suan)。

　　帶(dai)通濾(lv)波器(qi)的(de)類型

　　帶通(tong)(tong)濾波(bo)器可以(yi)分(fen)為寬帶通(tong)(tong)濾波(bo)器和窄(zhai)帶通(tong)(tong)濾波(bo)器兩種(zhong)類型(xing)。

　　1、寬帶通濾波(bo)器

　　寬帶通(tong)(tong)(tong)濾波器(WBPF)可以通(tong)(tong)(tong)過丟棄低通(tong)(tong)(tong)和(he)高通(tong)(tong)(tong)段來形成，這(zhe)通(tong)(tong)(tong)常是用(yong)于簡單設計和(he)操作的不同電路。

　　寬(kuan)帶(dai)(dai)通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)被許多實用(yong)電路所認可。通(tong)(tong)過使用(yong)兩(liang)個部(bu)分(fen)可以(yi)形(xing)(xing)成具有±20dB/十倍頻程的(de)(de)帶(dai)(dai)通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)，例如一階低(di)通(tong)(tong)以(yi)及可以(yi)去掉高通(tong)(tong)部(bu)分(fen)。類似地，通(tong)(tong)過串(chuan)聯兩(liang)個二階濾(lv)波(bo)器(qi)，即低(di)通(tong)(tong)和高通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)可以(yi)形(xing)(xing)成±40dB/十倍頻的(de)(de)帶(dai)(dai)通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)。這(zhe)意味著帶(dai)(dai)通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)(de)順序(xu)由低(di)通(tong)(tong)和高通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)(de)順序(xu)決定，帶(dai)(dai)通(tong)(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)圖如下所示：

　　±20dB/十倍頻的(de)帶通(tong)濾波器可以(yi)由一(yi)階HPF組成(cheng)。一(yi)階LPF的(de)頻率(lv)響應如下圖(tu)所示。

　　2、窄(zhai)帶(dai)通濾波器

　　通常(chang)情況下，窄帶(dai)通濾(lv)波(bo)(bo)器（NBPF）使用多個(ge)反饋。這個(ge)帶(dai)通濾(lv)波(bo)(bo)器使用一個(ge)運算放(fang)大器，具體如下圖所示，該過濾(lv)器的主要特點主要有以下幾點。

　　此濾波器的另(ling)一個名稱(cheng)是(shi)多反饋濾波器，因為它包括兩個反饋通道(dao)。

　　運算放大(da)器用于反相模(mo)式(shi)。

　　帶通濾波器應用

　　帶通(tong)濾波器的(de)應用包括以下(xia)幾方面(mian)內容：

　　廣泛適用于(yu)無(wu)線發射器(qi)和接收器(qi)。

　　可用于(yu)優化S/N比(bi)（信噪比(bi)）。

　　發射機中濾波器(qi)的(de)(de)(de)主要目的(de)(de)(de)是將輸出信(xin)(xin)號的(de)(de)(de)帶寬(kuan)限(xian)制(zhi)在選定(ding)的(de)(de)(de)通(tong)信(xin)(xin)頻段內。

　　廣泛用于光學領(ling)域，如激(ji)光雷達、激(ji)光等。

　　最佳應(ying)用是(shi)音頻信號處理(li)，在任何需要特定范圍的聲音頻率的地方，盡管(guan)刪除其余的。

　　適用于聲納(na)、儀(yi)器、醫療和地震學應(ying)用。

　　用于(yu)從各種信號中選擇特定信號的通信系統。