模拟电子除了学习一些常用的电路设计中的电子元器件如晶闸管/IGBT等，及其常见的放大电路放大器的学习之外，另外两个重头戏就是整流和滤波的学习和掌握了。可见，在电路设计中，特别是模电电路设计中，滤波电路的学习和设计是基础之一，也就是间接的说明，滤波器在模电电子行业的使用和应用是非常广泛的。
如何很好的设计一款性能好使用方便的滤波器产品呢?那就需要从基础出发来了解它的原理结构等才可以设计出一个好的产品。本文先简单的介绍什么是滤波器，包括它的定义、特点和分类等，并总结出滤波器的一般的工作原理，以及在整个电路中发挥什么样的作用（数字滤波器）。
什么是滤波器?它是一种对信号有处理作用的器件或电路，可以用过有源滤波和无源滤波两种方式来实现。我们知道，在电路中，电流信号可以认为有很多形式的小电流(电流谐波)叠加而成，有的信号是有用的，有的信号是无用甚至是有害的，它可能会给整个电路带来干扰，滤波器就可以发挥作用了，将电路中的一些无用的信号给出去，剩下有用的信号来驱动负载，它提供这样的一个开关通道：有用的信号可以无阻碍的通过，无效或者有害的信号被截断不能通过，从而提高整个电路的抗干扰能力和电路的稳定性。
滤波器的分类
(1)低通滤波器--容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过，也就是说让某一频率以下的信号分量通过，而对该频率以上的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。当使用在音频应用时，它有时被称为高频剪切或高音消除滤波器。
(2)高通滤波器--去掉信号中不必要的低频成分，去掉低频干扰，从而实现让某一频率以上的信号分量通过，而对该频率以下的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置，其作用是滤去音频信号中的低音成分，增强中音和高音成分以驱动扬声器的中音和高音单元。
(3)带通滤波器---允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备，最简单和常见得应用就是RLC振荡回路，从而实现让限定的频带之内的信号分量通过，而对该频带之外的信号分量大大抑制的谐振电路。理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉，另外，通带外的转换在极小的频率范围完成，这只是从理论上分析它的原理。
(4)带阻滤波器--能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平，与带通滤波器的概念相对，也就是说可以实现让限定的频带之外的信号分量通过，而对该频带之内的信号分量大大抑制的谐振电路。理想带阻滤波器在阻带内的增益为零。
滤波器的原理
每种滤波器的作用都是实现滤波，但是他们的原理相似却不相同，我们举一反三，下面我们以入FIR滤波器的电路图（iir数字滤波器的应用）为例来说明和分析其原理：
在进入设备之前，首先要将信号通过A/D器件进行模数转换，使之成为8bit的数字信号，一般可用速度较高的逐次逼进式A/D转换器，不论采用乘累加方法还是分布式算法设计FIR滤波器，滤波器输出的数据都是一串序列，要使它能直观地反应出来，还需经过数模转换。
串行结构的FIR滤波过程就是一个信号逐级延迟的过程，将各级延迟输出加权累加，得到滤波输出，其中最主要的运算是乘累加运算。FIR每完成一次滤波过程需要进行N次乘法和(N-1)次加法运算，N为滤波器的阶数。将串行结构展开，根据滤波器的信号流图用多个乘法器和加法器并行实现。对滤波速度要求不高时，可采用串行结构或改进串行结构来实现，这样可以选取资源较少的器件，降低设计成本;当对滤波速度有较高要求时，可以考虑采用并行或DA来实现。并行实现滤波周期为时钟周期，速度快，但消耗的资源多，成本高;DA实现速度较快，消耗的资源较少，成本耗费较低。
滤波器的作用
有的电路可能只需要低频率的电流信号高频信号是有害的会带来干扰，有的电路可能需要高频率信号低频信号是有害会带来干扰的，也有的电路仅仅只需要某个频段的信号就可以了，这都是根据不同的电路的需要和电路特性来具体的选择和实现的。滤波器的作用，从本质上来说是从被噪声畸变和污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的过程。其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。起主要作用是让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减，从而得到对整个电路最好的信号输出供大家选择。也就是可以满足大家在电路设计的时候对不同频段的信号的选择。
总结
随着模拟电路和模拟元器件的发展和改革，在模电电路设计中，越来越多不同的需求被大家所要求和提供，如何得到更加有效和有用的信号，是在整个设计中不变的话题。滤波器设计技术的发展，更多的高性能的滤波器产品供大家选择和使用，提供整个系统的性能和抗干扰能力和稳定性等。
