滤波器怎么设计滤波器设计方法及步骤

滤波器，从字面意思上来看，我们都能明白滤波器就是对波进行过滤的机器。作为对信号有处理作用的器件或者电路，滤波器随着电子市场的不断发展也不断被广泛的生产和应用。而这种能过滤波的机器又是怎么被设计的呢，我想很多朋友都会对这个问题感到好奇和疑问，今天就化身为科普老师，给大家讲解一下有关于滤波器的设计方法及步骤。
滤波器主要分类：
【滤波器怎么设计滤波器设计方法及步骤】按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。
按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。
低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声;
高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量;
带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声;
带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。[1]
按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
根据滤波器的安放位置不同，一般分为板上滤波器和面板滤波器。
板上滤波器安装在线路板上，如PLB、JLB系列滤波器。这种滤波器的优点是经济，缺点是高频滤波效果欠佳。其主要原因是：
1、滤波器的输入与输出之间没有隔离，容易发生耦合;
2、滤波器的接地阻抗不是很低，削弱了高频旁路效果;
3、滤波器与机箱之间的一段连线会产生两种不良作用：一个是机箱内部空间的电磁干扰会直接感应到这段线上，沿着电缆传出机箱，借助电缆辐射，使滤波器失效;另一个是外界干扰在被板上滤波器滤波之前，借助这段线产生辐射，或直接与线路板上的电路发生耦合，造成敏感度问题;
滤波阵列板、滤波连接器等面板滤波器一般都直接安装在屏蔽机箱的金属面板上。由于直接安装在金属面板上，滤波器的输入与输出之间完全隔离，接地良好，电缆上的干扰在机箱端口上被滤除，因此滤波效果相当理想。
滤波器的总体设计步骤包括：
(1)按照设计要求，确定滤波器的性能指标;
(2)采用一个因果、稳定的离散LTI系统的系统函数逼近该性能指标;
(3)利用有限精度算法来实现该系统函数;
(4)采用通用计算机软件、专用或通用的数字信号处理器(DSP)来实现。
滤波器的设计方法：
按照频率特性，模拟滤波器可分为低通、高通、带通、带阻和全通等类型。模拟低通滤波器的传输函数经频率变换可以转换成模拟高通、带通和带阻滤波器。设计模拟低通滤波器是根据一组设计规范求得模拟系统函数，使其逼近理想低通滤波器的特性。通常可根据滤波器的幅度平方函数进行逼近，也可根据相位特性或群延迟特性进行逼近。
模拟低通滤波器的幅度平方逼近函数有巴特沃斯型、切比雪夫型和椭圆型函数等。
数字滤波器、模拟滤波器、低通滤波器都是最常见的滤波器，滤波器按着不同的分类标准有着多种分类，上面也着重介绍了。而对于滤波器设计的总体步骤主要侧重于指标与函数设计，而不管哪一种类型的滤波器在设计时都会沿用这个步骤，对于方法大约采取相近的模拟来进行，对于上述，大家是否明白了神奇的滤波器是怎么设计生产的了呢。