1、模拟滤波器入门：信号、载波与滤波器基础

模拟滤波器入门：信号、载波与滤波器基础

1. 引言

信号处理技术涵盖了从各类信号源提取信息，以及保护、存储和后续检索信息的方法。在电信系统中，我们关注信息的传输；而在如 MP3 播放器这类应用里，则侧重于信息的高效存储与检索。存储信息以供后续使用，可看作是信息在具有任意长时间延迟的传输通道中的传递。许多情况下，像 MP3 格式，会运用信号处理技术去除非听觉（冗余）信息，以减少存储所需的信息量。

在无线电系统中，我们需要生成并修改信号，以便通过无线电频道传输信息，例如采用高频载波的调频技术。模拟滤波器在这些应用中起着关键作用。

以图 1.1 所示的简单数字传输系统为例，计算机 A 作为数字信号源，生成 ASCII 符号序列，这些符号由 8 位字表示。为了通过电话线传输符号，需用适合传输通道的物理信号载波来表示符号中的比特。这里使用两种不同频率的正弦电压作为信号载波，并采用频移键控来表示信息。

在调制解调器 A 中，“0”比特对应 980Hz，“1”比特对应 1180Hz。调制解调器 B 需判断接收到的频率是 980Hz 还是 1180Hz，以确定传输的是“0”还是“1”。可使用两个带通滤波器，让其中一个正弦信号通过，通过比较两个滤波器输出的幅度来解析接收到的信号频率。同样，调制解调器 B 向调制解调器 A 发送信息时，使用 1650Hz 和 1850Hz 频率。因此，滤波是调制解调器的重要组成部分。

尽管上述传输系统已过时，但现代高传输容量的传输系统，如高清电视（HDTV）、无线局域网（WLAN）和非对称数字用户线路（ADSL），仍采用类似技术，不同类型的滤波器在这些系统中同样是关键组件。

2. 信号与信号载波