帶通濾波器是一種電子濾波器，它允許來自特定頻段的訊號通過，同時阻擋來自其他頻段的訊號。 該濾波器廣泛用於通訊、音訊處理、影象處理等領域，以提取特定頻率的訊號或去除雜訊。
帶通濾波器的工作原理基於電路的頻率響應。 當訊號通過濾波器時，不同頻率的訊號會受到不同程度的衰減，從而實現訊號在特定頻段的選擇性通過。 帶通濾波器的頻率響應通常表示為傳遞函式或頻率響應曲線，其中橫軸表示頻率，縱軸表示幅度或相位。 在傳遞函式中，增益大於 1 的頻率範圍稱為通帶，增益小於 1 的頻率範圍稱為阻帶。 在理想情況下，通帶中的訊號完全通過濾波器，阻帶中的訊號被完全抑制。
根據分類標準，帶通濾光片可以通過多種方式進行分類。 按結構，帶通濾光片可分為LC濾光片、RC濾光片、晶體濾光片等。 按功能，帶通濾波器可分為低通濾波器、高通濾波器、帶阻濾波器等。 此外，還有根據順序、形狀等分類的方法。 不同的分類方式適用於不同的應用場景，設計人員應根據實際需要選擇濾波器。
在設計帶通濾波器時，需要確定幾個引數，包括中心頻率、頻寬、品質因數等。 這些引數的選擇對濾波器的效能有直接影響。 設計過程通常包括兩個階段：理論計算和驗證。 在理論計算階段，設計人員根據給定的引數要求和電路元件的值計算濾波器的傳遞函式和頻率響應曲線。 在驗證階段，設計人員使用軟體對設計的濾波器進行測試，看其效能是否符合要求。 如果效能不符合要求，則需要調整引數並重新測試。
帶通濾波器的應用範圍很廣，以下是一些最常見的用例： 通訊：在無線通訊中，訊號經常受到雜訊和干擾的影響。 帶通濾波器可用於提取目標訊號並抑制雜訊和干擾。 音訊處理：在音訊處理中，帶通濾波器可用於提取特定頻段的訊號，例如降噪或語音訊號增強。 影象處理：在影象處理中，帶通濾波器可用於去除影象中的雜訊或增強特定頻段的訊號。
有幾種方法可以實現帶通濾波器，其中一些常見的方法包括模擬電路實現和數字訊號處理實現。 模擬電路實現通常使用電子元件來構建電路，例如LC濾波器和RC濾波器。 數字訊號處理實現通常使用數字訊號處理器 （DSP） 或可程式設計邏輯器件 （FPGA） 等硬體裝置實現。
在評估帶通濾波器的效能時，需要考慮幾個指標，包括中心頻率、頻寬、品質因數、插入損耗等。 中心頻率是指濾波器通過頻帶的中心點對應的頻率值; 頻寬是指通過的頻段的寬度; 品質因數是通帶內訊號幅度與頻寬之比; 插入損耗是通過濾波器的訊號功率與輸入訊號功率之比。 這些指標共同決定了篩選器的效能。
源：