什么是带通滤波器？

带通滤波器的作用是允许特定频率范围内的信号通过，但屏蔽高于和低于该频率范围的信号。允许通过带通滤波器的这一频率范围称为通带。

带通滤波器应用

带通滤波器通常用于无线通信，允许传输或接收特定频带的信号。无线信号使用多个频带，使来自不同来源的信号可在同一空间中同时存在。通过可调带通滤波器，单个接收机可接收来自多个频带的通信信号。在其他数字信号处理应用中，带通滤波器还可用于分析信号频谱的不同部分。例如，在生物医学信号处理中，带通滤波器用于从心电图 (ECG) 中提取特定频率分量。这样，医疗从业者或研究人员就可以评估心跳的相关特征。在音频系统中，带通滤波器用于均衡。均衡是指通过调整特定频率的音量来创建特定的声音特征。

使用 MATLAB 和 Simulink 进行带通滤波器设计

您可以使用 MATLAB^® 或 Simulink^® 来设计基于有限冲激响应 (FIR) 和基于无限冲激响应 (IIR) 的滤波器。

FIR 滤波器本身具有稳定性。经过设计，它们可以具有线性相位特性，在滤波信号中引入延迟的同时，可保持波形的形状。不过，这些滤波器可能会有较长的瞬时响应期。在某些应用中，其计算成本可能很高。通过指定滤波器阶数，MATLAB 可以帮助设计满足频率要求和计算要求的滤波器。FIR 滤波器适用于音频、生物医学和雷达应用，以及其他可通过波形形状获取有用信息的应用。对基于低通 FIR 的滤波器而言，常见的设计方法包括凯塞窗、最小二乘法和等波纹方法。

在计算资源有限的情况下，IIR 滤波器就非常有用。然而，稳定的因果 IIR 滤波器并不具有完美的线性相位特性。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。对基于 IIR 的滤波器而言，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。

通过 Signal Processing Toolbox™ 中的 bandpass 函数，您可以对信号进行快速滤波。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 designfilt 以及其他算法特定的函数（butter 和 fir1）。有关使用 MATLAB 进行滤波器设计的详细信息，请参阅 Signal Processing Toolbox。