帶通濾波器作用
2021-01-10 電子發燒友姚遠香 發表於 2019-07-03 14:05:32
帶通濾波器是一個允許特定頻段的波通過同時屏蔽其他頻段的設備。比如RLC振蕩迴路就是一個模擬帶通濾波器。
帶通濾波器是指能通過某一頻率範圍內的頻率分量、但將其他範圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器，與帶阻濾波器的概念相對。一個模擬帶通濾波器的例子是電阻-電感-電容電路（RLC）。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來產生。
顧名思義，帶通濾波器可以理解成為一個電子接口單元，這個單元可以將特定頻率範圍內的信號傳輸過去，而阻斷這個頻率範圍以外的信號，達到選擇性傳輸的目的。
一個理想的帶通濾波器應該有一個完全平坦的通帶，在通帶內沒有放大或者衰減，並且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉，另外，通帶外的轉換在極小的頻率範圍完成。
實際上，並不存在理想的帶通濾波器。濾波器並不能夠將期望頻率範圍外的所有頻率完全衰減掉，尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的範圍。這通常稱為濾波器的滾降現象，並且使用每十倍頻的衰減幅度的dB數來表示。通常，濾波器的設計儘量保證滾降範圍越窄越好，這樣濾波器的性能就與設計更加接近。然而，隨著滾降範圍越來越小，通帶就變得不再平坦，開始出現「波紋」。這種現象在通帶的邊緣處尤其明顯，這種效應稱為吉布斯現象。
除了電子學和信號處理領域之外，帶通濾波器應用的一個例子是在大氣科學領域，很常見的例子是使用帶通濾波器過濾最近3到10天時間範圍內的天氣數據，這樣在數據域中就只保留了作為擾動的氣旋。
在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率，這裡濾波器的增益最大，濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。
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