訊號與系統/濾波器術語
在濾波器方面，我們需要先討論大量的術語，這樣才能理解本節的其餘章節。
- 階數（濾波器階數）
- 濾波器的階數是一個整數，它定義了濾波器的複雜程度。在常見的濾波器中，濾波器的階數是濾波器“級數”的數量。高階濾波器效能更好，但延遲更高，成本也更高。
- 通帶
- 一般來說，通帶是允許資訊透過的濾波器的頻率範圍。通帶通常在濾波器的規格中定義。例如，我們可以定義通帶的範圍為 0 到 1000 赫茲，並且我們希望整個通帶內的幅度大於 -1 分貝。
- 過渡帶
- 過渡帶是濾波器中通帶和阻帶之間的區域。高階濾波器的過渡帶更窄。
- 阻帶
- 濾波器的阻帶是訊號被衰減的頻率範圍。阻帶效能通常在濾波器的規格中定義。例如，我們可能希望衰減所有高於 5000 赫茲的頻率，並且我們希望將它們全部衰減 -40 分貝或更多。
- 截止頻率
- 濾波器的截止頻率是濾波器“斷開”併發生變化的頻率（例如，在通帶和過渡帶之間，或過渡帶和阻帶之間）。濾波器的截止頻率始終具有 -3 分貝的衰減。-3 分貝點是指功率降低一半的頻率。
低通濾波器允許低頻分量透過，同時衰減高頻分量。
低通濾波器是最重要和最常見的濾波器，我們的大部分分析都將集中在它們上面。此外，還存在將低通濾波器的數學模型轉換為高通、帶通或帶阻濾波器模型的變換。這意味著我們通常設計低通濾波器，然後將其轉換為適當的型別。
以典型的電話線為例。電話訊號是**帶限**的，這意味著使用濾波器來防止某些頻率分量透過電話網路。通常，電話對話的範圍為 10 赫茲到 3000 赫茲。這意味著電話線通常會包含一個低通濾波器，該濾波器會衰減所有高於 3000 赫茲的頻率分量。此範圍之所以被選擇，是因為它包含了人類清晰理解彼此所需的所有資訊，因此這種過濾的影響不會損害對話。相比之下，CD 錄音包含了大多數人類聽覺，其頻率分量範圍高達 20000 赫茲或 20 千赫茲。
高通濾波器允許高頻分量透過，同時衰減低頻分量。
考慮 DSL 調變解調器，它們是高速資料通訊裝置，透過現有的電話網路傳輸資料。DSL 訊號在高於語音對話 3000 赫茲限制的高頻範圍內執行。為了將 DSL 資料訊號與普通語音訊號分開，必須將訊號傳送到兩個不同的濾波器中：一個低通濾波器來放大電話訊號的語音，一個高通濾波器來放大 DSL 資料訊號。
帶通濾波器允許一個頻帶的資訊透過濾波器，但會衰減該頻帶以上和以下的所有頻率。
FM 收音機調諧器是帶通濾波器的一個很好的例子。為了專注於一個電臺，必須使用濾波器來衰減較高和較低頻率的電臺。
帶阻濾波器允許高頻和低頻透過濾波器，但會衰減位於某個頻帶內的所有頻率。
不能歸類為上述類別之一的濾波器稱為增益或延遲均衡器。它們主要用於根據需要均衡頻譜的某些部分的增益/相位。有關這些型別的更高階主題的更多討論將在 訊號處理 中進行。