最近在设计方案的时候，遇到了过滤器的相关问题，很难解决哦； 于是顺便总结一下过滤器的基础知识。
滤波电路是我们设计电路时常见的，特别是简单的RC低通滤波器，我们在信号的输入、输出上逐渐放置一个； 因为很常见，所以我反而觉得自己的理解不够。 今天好好学习总结。
虽然有很多滤波电路，但今天重点关注的是常见的RC低通滤波器。 滤波器是指能够去除人为指定的某个频率范围内的信号成分的电路。 因为模拟信号的频率成分丰富。 但是，我们只想要其中的一小部分。 其他东西对我们来说是噪音。 滤波器是用来消除噪声的。 滤波器有几种类型，低通滤波器LPF是其中之一。 (照片来自网络)
关于LPF的截止频率，将通过保持输入信号的振幅恒定并改变输入信号的频率而使输出信号降低到输入信号的振幅的0.707倍(-3dB )时所对应的频率定义为该滤波器的截止频率。
这里，在电子电路中，使用分贝dB来表现增益，例如电压、电流增益、功率增益，这是表示相对值大小的量； 请注意，具体计算公式为下式的对数形式，功率增益前面为X10，电压、电流为X20。
并对截止频率下的增益进行了实际验证，结果为20LG(0.707 )=-3.011dB，结果正确。 RC低通滤波器的截止频率由无源元件(电阻、电容器、电感)构成的滤波电路被称为无源滤波电路，典型的RC低通滤波器如下。
其截止频率计算如下。 (公式不容易显示，所以更改为图像。 ）
时域分析RC电路，多使用时间常数，频域多使用截止频率。 经过验证，下图中电阻为1k，电容为1uF，根据上式可以得出截止频率为159Hz。
然后，看看那个波特图。 如从下文图中应明白的，在频率159Hz下，相应增益恰好为-3dB，且截止频率右侧的增益逐渐降低展示随着频率增加而滤波器对信号振幅的衰减作用。
相位图如下。
使用RC低通滤波器时，需要清楚地知道截止频率是否影响期望的信号振幅。 下图为300Hz的正弦波输入信号和通过上面的RC滤波器的输出信号，可知振幅和相位发生了明显变化。
下图为30Hz的正弦波输入信号和通过上面的RC滤波器的输出信号，表明只有相位发生了变化，振幅几乎不受影响。 这两个例子明显表明过滤器在起作用。
再深入一点，其实正弦波是特殊情况。 看看30Hz的方波信号。 如下图所示，输入输出的输出信号波形明显变化。
这是因为，方波信号在时域看起来像是简单的30Hz周期的信号，但频谱分量丰富，实际上包含许多高频信号，与通过同一滤波器后高频分量被滤波而波形自然变化相比，正弦波的频谱简单。 总结：这次主要提到的是一阶LPF，实际上还有二阶、三阶等，高阶可以使波特图中的过渡时间更短，实现更接近理想的滤波器，但会更复杂； 以上，仅供参考。