低通滤波器英文解释翻译、低通滤波器的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 low pass filter

分词翻译：

低的英语翻译：

hang down; low; lowness
【医】 hyp-; hypo-

通的英语翻译：

all; authority; connect; general; go to; notify; open; through; understand
whole
【医】 make; per-

滤波器的英语翻译：

filter; rejector
【化】 filter

专业解析

低通滤波器（Low-Pass Filter, LPF）是一种允许低频信号通过，同时衰减高频信号的电子电路或算法。其核心功能是抑制高于截止频率（Cut-off Frequency）的信号分量，保留有用低频信息，在信号处理、通信和控制系统中有广泛应用。

一、术语定义与工作原理

汉英对照定义
- 中文：低通滤波器（Dītōng Lǜbōqì）
- 英文：Low-Pass Filter (LPF)
  指通带（Passband）为低频范围（通常从0 Hz至截止频率），阻带（Stopband）为高频范围的滤波器。
工作原理
通过电容、电感或运算放大器等元件构建阻抗网络，对输入信号进行频率选择性衰减。例如：
- RC低通滤波器：由电阻（R）和电容（C）组成，截止频率公式为：
  $$f_c = frac{1}{2pi RC}$$
  
  当信号频率 (f > f_c) 时，输出幅度显著下降。

二、核心参数与分类

关键参数
- 截止频率（(f_c)）：信号衰减至-3dB（约70.7%幅度）的频率点。
- 滚降斜率（Roll-off）：阻带衰减速率，单位dB/十倍频程（dB/decade），如一阶滤波器斜率为-20dB/decade。

主要类型

类型	特点	应用场景
无源滤波器	仅含R、L、C元件，无需外部电源	电源噪声抑制
有源滤波器	含运算放大器，可放大信号并提高Q值	音频信号处理
数字滤波器	基于算法（如FIR、IIR）实现	数字通信系统

三、典型应用场景

信号去噪
在传感器信号调理中，抑制高频干扰（如50Hz工频噪声）。

音频处理
限制扬声器高频响应，保护高音单元并优化音质（如分频器设计）。

图像处理
作为空间域滤波器，实现图像模糊（如高斯低通滤波）以降低噪点。

四、权威参考文献

基础理论
IEEE标准定义：《IEEE Standard for Filter Terminology》。

电路设计指南
《Electronic Filter Design Handbook》 by Arthur B. Williams (McGraw-Hill)。

数字实现方法
Oppenheim, A. V.《Discrete-Time Signal Processing》。

来源说明：

Wikipedia: Low-pass filter

All About Circuits: Passive Low Pass Filters

IEEE Xplore: Filter Terminology Standard

MIT OpenCourseWare: Signal Processing

网络扩展解释

低通滤波器（Low-Pass Filter，LPF）是一种允许低频信号通过，同时衰减或阻止高频信号的装置或算法。它在信号处理、电子工程、通信等领域广泛应用，核心作用是保留信号中的“主要成分”或消除高频干扰。

1. 基本工作原理

频率选择：根据信号频率进行筛选，仅允许频率低于某一阈值（即截止频率）的成分通过。
衰减特性：高频信号在截止频率以上会被逐渐削弱，衰减速率由滤波器的设计决定（如每十倍频衰减幅度）。

2. 主要类型

(1) 模拟低通滤波器

由电阻（R）、电容（C）、电感（L）等元件构成：
- RC低通滤波器：最简单的一阶滤波器，截止频率公式为： $$ f_c = frac{1}{2pi RC} $$
- LC滤波器：通过电感与电容组合实现更陡峭的滚降。

(2) 数字低通滤波器

基于算法（如DSP或软件）实现：
- FIR（有限脉冲响应）滤波器：通过加权输入信号的当前和过去值输出。
- IIR（无限脉冲响应）滤波器：包含反馈机制，可实现更高效的高频衰减。

3. 关键参数

截止频率（$f_c$）：信号衰减至-3dB（功率减半）时的频率。
滚降率：衰减高频信号的陡峭程度（如巴特沃斯滤波器滚降较平缓，椭圆滤波器滚降陡峭）。
通带波纹：通带内允许的信号波动幅度（切比雪夫滤波器有波纹，巴特沃斯无波纹）。

4. 典型应用场景

信号去噪：消除音频、传感器数据中的高频干扰。
图像处理：模糊图像以平滑边缘或减少细节（如高斯模糊）。
通信系统：防止模数转换（ADC）时的混叠现象。
音频设备：限制扬声器或耳机的高频输出，保护硬件。

5. 数学表达示例

以一阶RC低通滤波器为例，其传递函数为： $$ H(s) = frac{1}{1 + RCs} $$ 其中，$s$为复频率变量，$R$为电阻值，$C$为电容值。时域中的响应为指数衰减曲线。

低通滤波器通过“筛选频率”来优化信号质量，具体设计需权衡截止频率、滚降速度和相位响应等参数。它在电子电路设计、音频处理、图像分析等领域是不可或缺的基础工具。