主動與被動濾波器

貝索濾波器

/ BESS-uhl /

有時你在意的不是濾波器怎麼對待每個頻率的響度,而是脈衝出來時是否還是進去時的形狀。這正是貝索的專長。它是那個在時域上保留波形形狀的溫和近似,讓方波保持方正、脈衝保持俐落,代價是一個慵懶、漸進的截止。如果你的訊號在時域裡(數位邊緣、視訊、控制迴路),貝索就是你的朋友。

貝索的定義性質是最大平坦的群延遲,換句話說,它在經典濾波器中擁有最接近線性的相位。線性相位代表脈衝中每個頻率都被延遲相同的量,於是它們一起抵達、脈衝保持形狀,沒有過衝、沒有鳴震。代價就是這份溫和的價錢:同樣的階數下,貝索的衰減率是三者中最慢的,所以它的阻帶拒斥遠落後於巴特沃斯、更遠落後於切比雪夫。每個二階貝索電路用低 Q(約 0.577),這就是它從不隆起、從不鳴震的原因。

凡是波形保真勝過頻率選擇性的地方,貝索就是選擇:邊緣要緊的取樣資料抗混疊、乾淨地重建 DAC 輸出、視訊,以及任何不能鳴震的控制迴路。它誠實的取捨正是它的溫和:若你同時需要銳利的截止,就得用比巴特沃斯或切比雪夫所需高得多的階數,或接受剛超過截止的頻率幾乎沒被衰減。它有三者中最佳的相位與步階響應,以及最差的振幅選擇性。

把一個 1 kHz 方波送過三個同截止頻率的四階低通。切比雪夫的輸出鳴震與過衝最嚴重,巴特沃斯略有過衝,而貝索送出邊緣圓潤卻乾淨、幾乎沒有過衝的波形,形狀被保留下來。

貝索保留脈衝形狀(線性相位、不鳴震),但有三者中最緩的衰減率。

貝索最佳化的是相位與步階響應,不是振幅選擇性。要銳利的截止,它需要比巴特沃斯或切比雪夫高得多的階數,所以阻帶銳度優先時別選它。

又稱
Bessel-Thomson filterlinear-phase filtermaximally flat delay filter線性相位濾波器貝索響應