滤波器包含低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。这些滤波器的幅度频率响应都是不平坦的。
比如,低通滤波器会衰减高频信号。低通滤波器有一个截止频率,这个频率是滤波器允许通过的信号的分界线,低于截止频率的信号成分可以基本不受影响的通过,而高于截止频率的信号被衰减而不能顺利通过。正因为这种滤波器能过通过低频信号,所以被称为低通滤波器。
和低通滤波器类似:高通滤波器允许通过频率超过截止频率的信号,而低于截止频率的信号被衰减;带通滤波器有两个截止频率,两个截止频率之间的信号被允许通过,两个截止频率之外的信号被衰减;带阻滤波器也有两个截止频率,和带通滤波器相反,被衰减的是两个截止频率之间的信号,两个截止频率之外的信号可以通过。
全通滤波器具有平坦的频率响应,也就是说全通滤波器并不衰减任何频率的信号。由此可见,全通滤波器虽然也叫做滤波器,但它并不具有通常所说的滤波作用,大概正是因为这个缘故,有些教科书上宁愿用全通网络这个词,而不叫它全通滤波器。
全通滤波器虽然并不改变输入信号的频率特性,但它会改变输入信号的相位。利用这个特性,全通滤波器可以用做延时器、延迟均衡等。实际上,常规的滤波器(包括低通滤波器等)也能改变输入信号的相位,但幅频特性和相频特性很难兼顾,使两者同时满足要求。全通滤波器和其他滤波器组合起来使用,能够很方便的解决这个问题。
在通讯系统中,尤其是数字通讯领域,延迟均衡是非常重要的。不夸张的说,没有延迟均衡器,就没有现在广泛使用的宽带数字网络。延时均衡是全通滤波器最主要的用途,全世界所有生产出来的全通滤波器,估计有超过90%的全通滤波器被用于相位校正,因此全攻滤波器也被(不准确的)被称为延迟均衡器。
全通滤波器也有其他很多用途。
比如:单边带通讯中,可以利用全通滤波器得到两路正交的音频信号,这两路音频信号分别对两路正交的载波信号进行载波抑制调制,然后叠加就能得到所需要的无载波的单边带调制信号。
例如:现在有一个包含2倍工频的直流信号,现在想保持信号的幅值都不发生变化,只要求倍频信号分量移相90°,这时我们就可以利用全通滤波器来进行处理,其传递函数为H(s)=-(s-2*pi*f)/(s+2*pi*f),其相频响应为phi=2*arctg(-w/(2*pi*f)),可见,直流分量的相位没有发生改变,而倍频分量滞后了90°具体应用可以参见《直驱型永磁风力发电系统的电网同步化方法研究》一文。