模拟滤波器

模拟滤波器是信号处理的基本组成部分，广泛用于电子学中。当中其许多应用的音频信号施加到前分离低音、中音和高音扬声器 ; 将多个电话对话合并和分离到一个通道上；在无线电接收器中选择选定的广播电台并拒绝其他广播电台。

无源线性电子模拟滤波器是可以用线性微分方程描述的滤波器。它们由电容器、电感器，有时还包括电阻器组成，并且设计为在连续变化的模拟信号上运行。有很多线性滤波器在实现上不是模拟的（数字滤波器），并且有很多电子滤波器可能没有无源拓扑-两者可能具有相同的传递函数本文介绍的过滤器。模拟滤波器最常用于波形滤波应用中，也就是说，需要通过特定的频率分量并拒绝模拟（连续时间）信号中的其他频率分量。

模拟滤波器在电子学的发展中起着重要的作用。尤其是在电信领域，滤波器在许多技术突破中都至关重要，并且已成为电信公司获得巨额利润的来源。因此，滤波器的早期开发与传输线紧密相连就不足为奇了。传输线理论引起了滤波器理论，该滤波器理论最初采用非常相似的形式，滤波器的主要应用是在电信传输线上使用。但是，网络综合技术的出现极大地增强了设计人员的控制程度。

如今，通常首选在易于实现复杂算法的数字域中进行滤波，但是模拟滤波器仍然可以找到应用，特别是对于低阶简单滤波任务，并且在数字频率较高的频率下通常仍然是常态技术仍然不切实际，或者至少成本效益不高。只要有可能，特别是在低频率下，模拟滤波器现在在一个实现滤波器拓扑这是活性，以避免伤口部件（即电感器、变压器等）需要通过被动拓扑。

可以使用过滤机械振动或声波的机械组件来设计线性模拟机械滤波器。虽然此类设备本身在机械上的应用很少，但可以将它们用于电子设备中，并添加换能器以与电子域进行转换。确实，一些滤波器的最早想法是声谐振器，因为当时对电子技术的了解很少。原则上，此类滤波器的设计可以完全通过机械量的电子形式实现，包括动能、势能和热能分别对应于电感器、电容器和电阻器中的能量。

低频LC滤波器变得笨拙；组件，尤其是电感器、变得昂贵、笨重且不理想。实用的1 H电感器需要在高磁导率磁芯上绕很多匝；该材料将具有高损耗和稳定性问题（例如，较大的温度系数）。对于电源滤波器之类的应用，必须容忍笨拙。对于低电平、低频应用，可以使用RC滤波器，但它们无法实现极点或零点复数的滤波器。如果应用可以使用电源，则可以使用放大器制作具有复数极点和零点的RC有源滤波器。在1950年代，Sallen–Key有源RC过滤器是用真空管制成的放大器 这些滤波器用笨重的热真空管代替了笨重的电感器。晶体管提供了更节能的有源滤波器设计。后来，廉价的运算放大器实现了其他有源RC滤波器设计拓扑。尽管有源滤波器设计在低频情况下很常见，但在放大器不理想的高频情况下却不可行。LC（和传输线）滤波器仍在射频下使用。

逐渐地，低频有源RC滤波器被在离散时域而不是连续时域中工作的开关电容器滤波器所取代。所有这些滤波器技术都需要用于高性能滤波的精密组件，并且通常需要对滤波器进行调整。可调组件很昂贵，进行调整的工作量可能很大。调整7阶椭圆滤波器的极点和零点并非易事。集成电路使数字计算变得便宜，因此现在低频滤波是通过数字信号处理器完成的。这样的数字滤波器实现超精确的值没有问题，因此不需要调整或调整。数字滤波器也不必担心杂散耦合路径以及将各个滤波器部分彼此屏蔽。缺点是数字信号处理可能比等效的LC滤波器消耗更多的功率。廉价的数字技术已在很大程度上取代了滤波器的模拟实现。但是，它们在偶发之类的较简单应用中仍然偶尔需要使用，而不需要复杂的频率功能。无源滤波器仍然是微波频率下的首选技术。