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低通濾波器的濾波

返回列表 來源：發(fā)布日期： 2021.07.14

低通濾波可以簡單的考慮：設(shè)置一個頻率點(diǎn)，當(dāng)信號頻率高于這個頻率時，就不能通過。在數(shù)字信號中，這個頻率點(diǎn)也是截止頻率。當(dāng)頻域高于這個截止頻率時，都賦值為0。因為在這個過程中，所有的低頻信號都通過了，所以叫做低通濾波。低通濾波的概念存在于各個領(lǐng)域，如電子電路、數(shù)據(jù)平滑、聲波阻塞、圖像模糊等領(lǐng)域經(jīng)常使用。在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，從頻域的角度來看，低通濾波可以對圖像進(jìn)行平滑和去噪。
使用RC低通濾波器時，我們必須清楚地知道它的截止頻率是否會影響我們想要的信號幅度。300Hz的正弦波輸入信號，經(jīng)過上述RC濾波器后的輸出信號，發(fā)現(xiàn)幅度和相位發(fā)生了明顯的變化。30Hz正弦波輸入信號和經(jīng)過上述RC濾波器后的輸出信號，發(fā)現(xiàn)只有相位發(fā)生了變化，幅度基本不受影響。這兩個示例清楚地表明過濾器正在工作。再深入一點(diǎn)，其實正弦波是一個特例。我們看一下30Hz的方波信號。輸入輸出如下圖所示，我們發(fā)現(xiàn)輸出信號波形發(fā)生了明顯的變化。
這是因為，雖然方波信號在時域上看起來像一個純粹的30Hz周期信號，但它的頻譜成分非常豐富（可以看傅立葉級數(shù)展開），其中實際上包含了很多高頻信號，所以經(jīng)過同一個濾波器后，高頻成分被濾除，波形自然發(fā)生變化，而正弦波的頻譜比較簡單。