主要作用
濾波器是一種對信號有處理作用的器件或電路。隨著電子市場的不斷發展也越來越被廣泛生產和使用。
濾波器濾波器主要分為有源濾波器和無源濾波器。主要作用是讓有用信號儘可能無衰減的通過，對無用信號儘可能大的反射。濾波器一般有兩個連線埠，一個輸入信號、一個輸出信號，利用這個特性可以選通通過濾波器的一個方波群或複合噪波，而得到一個特定頻率的正弦波。濾波器的功能就是允許某一部分頻率的信號順利的通過，而另外一部分頻率的信號則受到較大的抑制，它實質上是一個選頻電路。濾波器中，把信號能夠通過的頻率範圍，稱為通頻帶或通帶；反之，信號受到很大衰減或完全被抑制的頻率範圍稱為阻帶；通帶和阻帶之間的分界頻率稱為截止頻率；濾波器是由電感器和電容器構成的網路，可使混合的交直流電流分開。電源整流器中，即藉助此網路濾淨脈動直流中的漣波，而獲得比較純淨的直流輸出。最基本的濾波器，是由一個電容器和一個電感器構成，稱為L型濾波。所有各型的濾波器，都是集合L型單節濾波器而成。基本單節式濾波器由一個串聯臂及一個並聯臂所組成，串聯臂為電感器，並聯臂為電容器。在電源及聲頻電路中之濾波器，最通用者為L型及π型兩種。就L型單節濾波器而言，其電感抗XL與電容抗XC，對任一頻率為一常數，其關係為XL·XC=K2。
故L型濾波器又稱為K常數濾波器。倘若一濾波器的構成部分，較K常數型具有較尖銳的截止頻率（即對頻率範圍選擇性強），而同時對此截止頻率以外的其他頻率只有較小的衰減率者，稱為m常數濾波器。所謂截止頻率，亦即與濾波器有尖銳諧振的頻率。通帶與帶阻濾波器都是m常數濾波器，m為截止頻率與被衰減的其他頻率之衰減比的函式。每一m常數濾波器的阻抗與K常數濾波器之間的關係，均由m常數決定，此常數介於0～1之間。當m接近零值時，截止頻率的尖銳度增高，但對於截止頻的倍頻之衰減率將隨著而減小。最合於實用的m值為0.6。至於那一頻率需被截止，可調節共振臂以決定之。m常數濾波器對截止頻率的衰減度，決定於共振臂的有效Q值之大小。若達K常數及m常數濾波器組成級聯電路
類型
巴特沃斯回響（最平坦回響）巴特沃斯回響能夠最大化濾波器的通帶平坦度。該回響非常平坦，接近DC信號，然後慢慢衰減至截止頻率點為-3dB，最終逼近-20ndB/decade的衰減率，其中n為濾波器的階數。巴特沃斯濾波器特別適用於低頻套用，其對於維護增益的平坦性來說非常重要。
貝塞爾回響
除了會改變依賴於頻率的輸入信號的幅度外，濾波器還會為其引入了一個延遲。延遲使得基於頻率的相移產生非正弦信號失真。就像巴特沃斯回響利用通帶最大化了幅度的平坦度一樣，貝塞爾回響最小化了通帶的相位非線性。
切貝雪夫回響
在一些套用當中，最為重要的因素是濾波器截斷不必要信號的速度。如果你可以接受通帶具有一些紋波，就可以得到比巴特沃斯濾波器更快速的衰減。附錄A包含了設計多達8階的具巴特沃斯、貝塞爾和切貝雪夫回響濾波器所需參數的表格。其中兩個表格用於切貝雪夫回響∶一個用於0.1dB最大通帶紋波；另一個用於1dB最大通帶紋波。
分類
1、按所處理的信號電源濾波器低通濾波器：它允許信號中的低頻或直流分量通過，抑制高頻分量或干擾和噪聲。
高通濾波器：它允許信號中的高頻分量通過，抑制低頻或直流分量。
帶通濾波器：它允許一定頻段的信號通過，抑制低於或高於該頻段的信號、干擾和噪聲。
帶阻濾波器：它抑制一定頻段內的信號，允許該頻段以外的信號通過。
3、按所採用的元器件按所採用的元器件分為無源和有源濾波器兩種。
濾波器3.1、無源濾波器
無源濾波器僅由無源元件(R、L 和C)組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構成的。這類濾波器的優點是：電路比較簡單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點是：通帶內的信號有能量損耗，負載效應比較明顯，使用電感元件時容易引起電磁感應，當電感L較大時濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。
3.2、有源濾波器
有源濾波器由無源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成運算放大器）組成。這類濾波器的優點是：通帶內的信號不僅沒有能量損耗，而且還可以放大，負載效應不明顯多級相聯時相互影響很小，利用級聯的簡單方法很容易構成高階濾波器，並且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁禁止(由於不使用電感元件）；缺點是：通帶範圍受有源器件(如集成運算放大器）的頻寬限制，需要直流電源供電，可靠性不如無源濾波器高，在高壓、高頻、大功率的場合不適用。
4、根據濾波器的安放位置根據濾波器的安放位置不同，一般分為板上濾波器和面板濾波器。
4.1、板上濾波器安裝線上路板上。這種濾波器的優點是經濟，缺點是高頻濾波效果欠佳。其主要原因是：
4.1.1、濾波器的輸入與輸出之間沒有隔離，容易發生耦合；
4.1.2、濾波器的接地阻抗不是很低，削弱了高頻旁路效果；
4.1.3、濾波器與機箱之間的一段連線會產生兩種不良作用： 一個是機箱內部空間的電磁干擾會直接感應到這段線上，沿著電纜傳出機箱，藉助電纜輻射，使濾波器失效；另一個是外界干擾在被板上濾波器濾波之前，藉助這段線產生輻射，或直接與線路板上的電路發生耦合，造成敏感度問題；
4.2、面板濾波器
濾波陣列板、濾波連線器等面板濾波器一般都直接安裝在禁止機箱的金屬面板上。由於直接安裝在金屬面板上，濾波器的輸入與輸出之間完全隔離，接地良好，電纜上的干擾在機箱連線埠上被濾除，因此濾波效果相當理想。缺點是必須在設計初期考慮安裝所需的配合結構。
設計
濾波器用來說明濾波器性能的技術指標主要有：
中心頻率f0，即工作頻帶的中心
頻寬BW
通帶衰減，即通帶內的最大衰減
阻帶衰減
對於實際濾波器而言，考慮到實際的組成元件的品質因數的取值是一有限值（因為受限於材料與工藝的水平），所以所有工程上的實用濾波器都是有損濾波器，因此對於這些濾波器還應考慮通帶內的最小插入衰減。
現代濾波器設計，多是採用濾波器變換的方法加以實現。主要是通過對低通原型濾波器進行頻率變換與阻抗變換，來得到新的目標濾波器。
選取
濾波器理想的低通濾波器應該能使所有低於截止頻率的信號無損通過，而所有高於截止頻率的信號都應該被無限的衰減，從而在幅頻特性曲線上呈現矩形，故而也稱為矩形濾波器（brick-wallfilter）。遺憾的是，如此理想的特性是無法實現的，所有的設計只不過是力圖逼近矩形濾波器的特性而已。根據所選的逼近函式的不同，可以得到不同的回響。雖然逼近函式函式多種多樣，但是考慮到實際電路的使用需求，我們通常會選用“巴特沃斯回響”或“切比雪夫回響”。
“巴特沃斯回響”帶通濾波器具有平坦的回響特性，而“切比雪夫回響”帶通濾波器卻具有更陡的衰減特性。所以具體選用何種特性，需要根據電路或系統的具體要求而定。但是，“切比雪夫回響”濾波器對於元件的變化最不敏感，而且兼具良好的選擇性與很好的駐波特性（位於通帶的中部），所以在一般的套用中，推薦使用“切比雪夫回響”濾波器。
數字濾波器
與模擬濾波器相對應，在離散系統中廣泛套用數字濾波器。它的作用是利用離散時間系統的特性對輸入信號波形或頻率進行加工處理。或者說，把輸入信號變成一定的輸出信號，從而達到改變信號頻譜的目的。數字濾波器一般可以用兩種方法來實現：一種方法是用數字硬體裝配成一台專門的設備，這種設備稱為數位訊號處理機；另一種方法就是直接利用通用計算機，將所需要的運算編成程式讓通用計算機來完成，即利用計算機軟體來實現。模擬濾波器
濾波器用於頻譜分析裝置中的帶通濾波器，可根據中心頻率與頻寬之問的數值關係，分為兩種：
一種是頻寬B不隨中心頻率人而變化，稱為恆頻寬帶通濾波器，其中心頻率處在任何頻段上時，頻寬都相同；另一種是頻寬B與中心頻率人的比值是不變的，稱為恆頻寬比帶通濾波器，其中心頻率越高，頻寬也越寬。
安裝事項
板上濾波器雖然對高頻的濾波效果不理想，但是如果套用得當，可以滿足大部分民用產品電磁兼容的要求。在使用時要注意以下事項：
1、“乾淨地”如果決定使用板上濾波器，在布線時就要注意在電纜連線埠處留出一塊“乾淨地”，濾波器和連線器都安裝在“乾淨地”上。通過前面的討論，可知信號地線上的干擾是十分嚴重的。如果直接將電纜的濾波電容連線到這種地線上，會造成嚴重的共模輻射問題。為了取得較好的濾波效果，必須準備一塊乾淨地。並與信號地只能在一點連線起來，這個流通點稱為“橋”，所有信號線都從橋上通過，以減小信號環路面積。
2、濾波器要並排設定同一組電纜內的所有導線的未濾波部分在—起，已濾波部分在一起。否則，一根導線的耒濾波部分會將另一根導線的已濾波部分重新污染9使電纜整體濾波失效。
3、濾波器要儘量靠近電纜的連線埠濾波器與面板之間的導線的距離應儘量短。必要時，使用金屬板遮擋一下，隔離近場干擾。
4、濾波器與機箱的搭接安裝濾波器的乾諍地要與金屬機箱可靠地搭接起來，如果機箱不是金屬的，就在線路板下方設定一塊較大的金屬板來作為濾波地。乾淨地與金屬機箱之間的搭接要保證很低的射頻阻抗。如有必要，可以使用電磁密封襯墊搭接，增加搭接面積，減小射頻阻抗。
5、濾波器接地線要短考慮到引腳的電感效應，其重要性前面已討淪，濾波器的局部布線和設計線路板與機箱（金屬板）的連線結構時要特別注意。
6、濾波線與未濾波線分組在連線埠濾波的電纜和不濾波的電纜應儘量遠離，防止發生上述的耦合問題。
使用
濾波器
濾波器
濾波器
式中T(jω)的實數部分稱為衰減,虛數部分稱為相位。輸出功率|U2I2|等於輸入功率|U1I1|,衰減為零，表示該頻率範圍內的輸入信號能全部通過。衰減很小的頻帶稱為通帶。衰減大的頻帶稱為阻帶。通帶和阻帶交界處的頻率稱為截止頻率。低通濾波器的通帶由頻率為零起一直到截止頻率為止，其阻帶在截止頻率高的一側。高通濾波器的起始頻率決定於設計要求，其通帶在截止頻率高的一側。帶通濾波器是以兩個有限截止頻率之間的頻段為通帶。帶阻濾波器的通帶和阻帶正好與帶通濾波器的相反。還有一種梳齒濾波器，它有許多按一定頻率間隔相間排列的通帶和阻帶。 影像參數濾波器設計理論 影像參數的含義基於內阻抗Zs等於11′端的輸入阻抗Z
，負載阻抗ZL等於22′端的輸出阻抗Z
（圖3），即猶如各側兩邊的影像。在低通濾波器的基本節內(圖4)若阻抗Z1·Z2=K2 (K為常數),稱為定K型濾波器。定K型低通濾波器在頻率為無限大時,會出現無限大衰減。為使有限頻率處出現無限大衰減,可在Z1或1/Z2式中乘一常數m(0＜m＜1),使其成為m誘導形濾波器。m通常取0.5～0.6,以便使影像阻抗在通帶內近似於一個常數,允許用純電阻來代替電源阻抗和負載。若干個基本節按影像阻抗原則連線，可構成滿足一定衰減要求的複合式濾波器。變換元件可把低通濾波器變為高通、帶通或帶阻濾波器。 工作參數濾波器設計理論 假定圖3中Zs和ZL都等於純電阻的濾波電路,設計中已成功套用逼近理論中使最大偏差極小的準則，以及保角變換和橢圓函式的一些結果。雖然計算比較複雜，但設計結果接近實際套用情況。自從電路的計算機輔助分析與設計得到實用以來,濾波電路設計者常把所得結果列成表,濾波器的元件值可直接查表得出，甚為方便。
電路理論的發展、新型元件的採用以及計算方法的改進，促進了濾波器自身的發展。微電子學的發展和計算機輔助設計的普及，將使濾波器更趨向小型化、集成化和數位化。電路基礎
| 電的發明是人類工業發展的開始；有了電世界才有今天的科技發達；社會繁榮！ |
