Выбор между полосовым фильтром (ПФ) и фильтром нижних частот (ФНЧ) зависит от особенностей обработки сигнала. потребности — ни один из них не является универсальным «лучше». Вот сравнение, которое поможет вам определиться:

1. Назначение и частотная характеристика

Фильтр нижних частот (ФНЧ) :

Пропускает частоты ниже частоты среза (f_c), одновременно ослабляя более высокие частоты.

Лучше всего подходит для:

• Удаление высокочастотных шумов.
• Сглаживание перед выборкой АЦП.
• Сглаживание сигналов (например, в аудиоданных или данных датчиков).

Полосовой фильтр (ПФ) :

Пропускает частоты в определенном диапазоне (от f_lower до f_upper), отклоняя как более низкие, так и более высокие частоты.

Лучше всего подходит для:

• Извлечение определенного диапазона частот (например, радиосвязи, сигналов ЭЭГ/ЭКГ).
• Подавление внеполосных помех (например, в беспроводных системах).

2. Когда какой использовать?

Используйте ФНЧ, если:

• Вас интересуют только низкочастотные составляющие сигнала.
• Ваша цель — шумоподавление (например, удаление высокочастотного шипения из звука).
• Необходимо исключить наложение спектров при получении данных.

Используйте БПФ, если:

• Интересующий вас сигнал находится в определенном диапазоне частот (например, извлечение тона частотой 1 кГц в шумной обстановке).
• Вам необходимо изолировать модулированный несущий сигнал (например, в радиочастотных приложениях).
• Вам необходимо устранить как смещение постоянного тока, так и высокочастотный шум (например, при обработке биомедицинских сигналов).

3. Компромиссы

Сложность:

• Фильтры нижних частот проще в проектировании (например, RC, Butterworth).
• Полосовые фильтры требуют настройки двух частот среза и могут нуждаться в конструкциях более высокого порядка.

Фаза и задержка:

• Оба фильтра вносят фазовые сдвиги, но полосовые фильтры могут иметь более сложные характеристики групповой задержки.

Подавление шума:

• Фильтр нижних частот удаляет только высокочастотные шумы.
• Полосовой фильтр удаляет шум за пределами своей полосы пропускания (лучше для выборочных применений).

4. Практический пример

Обработка звука:

• Используйте ФНЧ для удаления шипения/шума выше 20 кГц.
• Используйте полосовой фильтр (300 Гц–3,4 кГц) для телефонных голосовых сигналов.

Беспроводная связь:

• Используйте BPF для выбора определенного канала (например, диапазона Wi-Fi 2,4 ГГц).

Биомедицинские сигналы:

Используйте полосовой фильтр (0,5–40 Гц) для ЭЭГ, чтобы устранить дрейф постоянного тока и высокочастотные мышечные артефакты.

Заключение:

Выберите ФНЧ для общего шумоподавления и сохранения низкочастотного контента.

Выберите БПФ при изоляции определенного диапазона частот или подавлении как низкочастотных, так и высокочастотных помех.

Юн Микро Являясь профессиональным производителем пассивных радиочастотных компонентов, компания предлагает резонаторные фильтры с частотой до 40 ГГц, в том числе полосовой фильтр, фильтр нижних частот, фильтр верхних частот, полосовой режекторный фильтр.

Добро пожаловать, свяжитесь с нами: liyong@blmicrowave.com