什么是陷波滤波器?

陷波滤波器是一种削弱小范围频率信号并支持所有其他频率信号原样通过的滤波器。

陷波滤波器可有效去除特定频率的干扰信号。在音频和其他信号应用中，电网产生的背景嗡嗡声（通常为 60 Hz）可以通过针对该频率设计陷波滤波器来去除。在软件无线电中，干扰性调频广播信号亦可通过陷波滤波器去除。陷波滤波器是一种带阻滤波器，由高通和低通滤波器组合而成。陷波滤波器也称为“带抑制滤波器”。

您可以使用 MATLAB^® 或 Simulink^® 来设计基于有限冲激响应 (FIR) 和无限冲激响应 (IIR) 的滤波器，这是两种常见的陷波滤波器方法。

FIR 滤波器

FIR 滤波器广受欢迎，因为它们本质上就是稳定的。它们可以设计为具有线性相位，在保持波形形状的同时在滤波信号中引入延迟。尽管如此，这些滤波器可能有长瞬时响应，在某些应用中的计算成本可能很高。FIR 滤波器适用于音频、生物医学、雷达和其他可通过波形获取有用信息的应用。基于低通 FIR 的滤波器的常见设计方法包括凯塞窗、最小二乘法和等波纹方法。

IIR 滤波器

当计算资源非常宝贵时，IIR 滤波器非常有用。IIR 滤波器使用较少的滤波器系数，降低了硬件要求。然而，稳定的因果 IIR 滤波器没有完美的线性相位。IIR 滤波器通常用于音频均衡、生物医学传感器信号处理、物联网/IIoT 智能传感器和高速电信/射频等应用。基于 IIR 的滤波器设计方法包括巴特沃斯、切比雪夫（I 型和 II 型）以及椭圆方法。

MATLAB 中的滤波器设计

Signal Processing Toolbox™ 中的 bandstop 函数特别适用于快速信号滤波。您可以使用 designfilt 来设计滤波器。当需要对滤波器类型、滤波器阶数和衰减等参数进行更多控制时，您可以使用其他算法特定的函数，如 butter、fir1。有关滤波器设计的详细信息，请参阅 Signal Processing Toolbox。