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盘点滤波器的种类分析(二)


时间:2017-09-19 作者:黄倾城
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昨日,仪商的小编整理了《滤波器的种类竟然有这么多!》,从多个应用领域分析了滤波器的种类。下面将滤波器的种类,按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器。


数字滤波器基本原理


导入数字滤波器的信号处理过程示于图。其中模拟信号(连续信号)

必须利用采样定理(sampling theorem)进行采样。输入信号经过模拟低通滤波即抗折叠滤波器(anti-aliasing filter)去掉输入信号中的高频分量。经过平滑化的模拟信号再用于采样。另外D-A转换后模拟信号要经过平滑滤波器(smoothing filter)进行平滑处理,该工作可用模拟低通滤波器来完成。


另外,数字通信中使用的数字均衡器(digital equalizer)也可以视作一种数字滤波器,但是用数字均衡器直接进行数字信号处理时,就不再需要图中的A-D转换器和D-A转换器。


所谓数字滤波器,就是把输入序列通过一定的运算变换成输出序列。如上图所示。其时域输入输出关系是

x(n) ,y (n)的傅里叶变换存在,则输入输出的频域关系是

假定|X(ejw)||H(ejw)|如图中(a)(b)所示,则由式得|Y(ejw)|如图(c)所示。

这样,x(n)通过系统h(n)的结果是使得输出y(n)中不再含有|w|>wc的频率部分,而使|w|的成分不失真的通过。因此,设计出不同形状的|H(ejw)|,可以得到不同的滤波效果。


数字滤波器的主要特点:


1、数字滤波器对外界环境不太敏感,具有更高的可靠性。


2、数字滤波器可以实现精确的线性相位和多速率处理等模拟滤波器无法实现的功能。


3、数字滤波器只要提高字长,可以实现任意精度的信号处理。


4、数字滤波器实现更加灵活,并能同时进行信号的存储。


5、数字处理的信号的频域宽度要受到采样率的限制。


数字滤波器与模拟滤波器的主要区别


1、数字滤波器用于离散系统,模拟滤波器用于连续时间系统,也可以用在离散时间系统中,比如SC(开关电容)滤波器。


2、数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理,以达到改变信号频谱的目的。


数字滤波器可用计算机软件实现,也可用大规模集成数字硬件实现。模拟滤波器有有源和无源的,有源滤波器主要是有运放,或者跨到运放,及电阻,电容构成。无源的滤波器主要是R,L,C构成。模拟滤波器会有电压漂移、温度漂移和噪声等问题,而数字滤波器不存在这些问题,因而可以达到很高的稳定度和精度。


关键词:仪器仪表 测试测量 滤波器 模拟信号    浏览量:1302

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