信號在它的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)拿恳粋€環(huán)節(jié)都可能由于環(huán)境和干擾的存在而畸變,甚至是在相當(dāng)多的情況下,這種畸變還很嚴(yán)重,以致于信號及其所攜帶的信息被深深地埋在噪聲當(dāng)中了,所以濾波是信號處理中的一項基本而重要的技術(shù)。
濾波
濾波是將信號中特定波段頻率濾除的操作,是抑制和防止干擾的一項重要措施。是根據(jù)觀察某一隨機過程的結(jié)果,對另一與之有關(guān)的隨機過程進行估計的概率理論與方法。
濾波一詞起源于通信理論,它是從含有干擾的接收信號中提取有用信號的一種技術(shù)。“接收信號”相當(dāng)于被觀測的隨機過程,“有用信號”相當(dāng)于被估計的隨機過程。
這類問題在電子技術(shù)、航天科學(xué)、控制工程及其他科學(xué)技術(shù)部門中都是大量存在的。歷史上最早考慮的是維納濾波,后來R.E.卡爾曼和R.S.布西于20世紀(jì)60年代提出了卡爾曼濾波?,F(xiàn)對一般的非線性濾波問題的研究相當(dāng)活躍。
濾波技術(shù)的分類
信號分兩類:連續(xù)的模擬信號和離散的數(shù)字信號。
所以,按所處理的信號來分類,濾波技術(shù)便分為兩類:模擬濾波技術(shù)和數(shù)字濾波技術(shù)。
數(shù)字濾波技術(shù)的核心是算法,但也并不是完全脫離硬件的。比如數(shù)字信號處理器(DSP)就是常見的數(shù)字濾波設(shè)備,除了濾波,DSP還會對數(shù)字信號進行變換、檢測、譜分析、估計、壓縮、識別等一系列的加工處理。
1、模擬濾波技術(shù)
一般都是通過硬件電路實現(xiàn)的。 舉個例子,比如——車身蓄電池提供的12V直流電源,它其實并不純潔。除了純凈的12V恒壓電源外,還摻雜著一些交流雜波。所以我們需要用電容、電感、電阻來組成硬件濾波電路,以頻率為標(biāo)識符來濾除這些雜波。硬件濾波的基本原理就是電容、電感的容抗和感抗與頻率有關(guān)。
模擬濾波技術(shù)(硬件濾波技術(shù))分為兩類:無源濾波和有源濾波。
無源濾波電路僅由無源元件(電阻、電容、電感)組成。