滤波器是对波进行过滤的器件，是一种让某一频带内信号通过，同时又阻止这一频带外信号通过的电路。滤波器主要有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器三种，按照电路工作原理又可分为无源和有源滤波器两大类。本文主要介绍低通滤波器的原理与应用。
什么是低通滤波器？
低通滤波器（LPF） 的定义是一种用于传递低频信号，衰减高频信号的滤波器。通俗来讲，就是电感阻止高频信号通过而允许低频信号通过，电容的特性却相反。信号能够通过电感的滤波器、或者通过电容连接到地的滤波器对于低频信号的衰减要比高频信号小，称为低通滤波器。
低通滤波器原理很简单，它就是利用电容通高频阻低频、电感通低频阻高频的原理。对于需要截止的高频，利用电容吸收电感、阻碍的方法不使它通过；对于需要放行的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点让它通过。
低通滤波器的频率响应主要取决于低通滤波器的设计，低通滤波器又分为以下几种：
1）一阶低通滤波器：一阶低通滤波器传递函数是：输出与频率成反比减小（衰减）。如果频率加倍输出是一半（每增加一倍频率为-6 dB）。
2）二阶低通滤波器：输出与频率的平方成反比地减小（衰减），如果频率加倍输出。（ - 每增加一倍频率为12 dB）。
3）采用运算放大器的低通滤波器：运算放大器的反馈环路可以与滤波器的基本元件结合使用，因此，通过使用除电感器之外的所需组件，可以轻松形成高性能LPF。
4）采用运算放大器的一阶有源LPF电路：单极有源低通滤波器如下所示。使用运算放大器的低通滤波器电路在反馈电阻两端使用电容。当频率增加以增强反馈电平，电容器的无功阻抗下降时，该电路具有更好的效果。
可以通过处理电容的电抗等于电阻的频率来完成该滤波器的计算。这可以通过使用以下公式获得：
Xc=1/rrfc
其中：Xc是以欧姆为单位的容抗；π是标准字母，其值为3.412；f是频率（单位-Hz）；C是电容（Units-Farads）。通过消除电容器的影响，可以以简单的方式计算这些电路的带内增益。由于这些类型的电路有助于降低高频增益，并且为每个倍频程提供-6 dB的衰减，因此，这种滤波器被称为一阶或单极低通滤波器。
5）采用运算放大器的二阶有源LPT电路：通过使用运算放大器，可以设计具有不同增益水平的宽范围滤波器以及衰减模型。
R1=R2
C1=c2
f=1-√4πRc2
在选择值时，请确保电阻值在10千欧姆至100千欧姆的范围内。
6）低通滤波计算器：对于RC 低通滤波器电路，通过计算交叉频率并绘制相应的图谱，其被称为波特图。例如：如果我们知道电路中电阻和电容的值，则可以使用以下公式计算低通滤波器传递函数：Vout （s）/Vin（s）+1/CR/s+1/CR
计算给定电阻的频率值以及电容值：fc=1/2TRC
低通滤波器的应用包括：
1.低通滤波器用于电话系统，用于将扬声器中的音频频率转换为带限语音频带信号。
2.LPF用于过滤来自电路的高频信号，称为“噪声”，当信号通过该滤波器时，大部分高频信号被消。
3.图像处理中的低通滤波器用于增强图像。
4.有时这些滤波器由于音频应用。
5.低通滤波器用于RC电路，RC电路称为RC低通滤波器。
6.LPF用作RC电路的积分器。
7.在多速率DSP中，在执行内插器时，LPF用作反成像滤波器。类似地，当执行抽取器时，该滤波器用作抗混叠滤波器。
8.低通滤波器用于来自人体的医疗设备的信号，而使用电极的测试频率较低。因此，这些信号可以流过LPF，以消除一些不需要的环境声音。
9.这些滤波器用于转换占空比幅度以及锁相环中的相位检测。
10.LPF在AM无线电中用于二极管检测器，以将AM调制的中频信号改变为音频信号。
所有电信号都包含所需频率分量和不需要的频率分量的混合。不期望的频率分量通常由噪声和干扰引起，并且在某些情况下它们将对系统的性能产生负面影响；滤波器是以不同方式对信号频谱的不同部分作出反应的电路。
低通滤波器旨在通过低频分量并阻塞高频分量；低通滤波器的截止频率表示滤波器从低衰减转变为显着衰减的频率区域；RC低通滤波器的输出电压可以通过将电路视为由（频率无关）电阻和（频率相关）电抗组成的分压器来计算；振幅（以dB为单位，在纵轴上）与对数频率（以赫兹为单位，在横轴上）的关系图是检查滤波器理论行为的方便有效的方法。
