数字抗混滤波离不开模拟滤波

hcharlie · 发表于 2011-1-11 11:04

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本帖最后由 hcharlie 于 2015-1-9 21:37 编辑

大家知道滤波器有模拟和数字滤波两种，但是很多人以为数字滤波器可以完全代替模拟滤波，那就错了，最终数字滤波也是离不开模拟滤波的。
用普通的数据采集器，为了抗混淆就要加抗混滤波器，有人想跳过模拟滤波直接采用数字滤波，这是不可以的。原因是数字滤波不能识别和消除镜像对称的那一块。比如采集频率1000，做个0~100的低通数字滤波，它的通频带除了0~100 外，900~1000，1000~1100信号都会混淆进来。参见下图：
原因不在滤波，在采样（离散化）。采样频率1000Hz，模拟信号900Hz，离散采样出来就像是100Hz一样，数字滤波辨别不了，无能为力。
所以，假如我感兴趣的信号频率范围为0~100，我选采集频率256，那么必须采用截止频率为100的高阶低通滤波。但是我们都知道设计制造100Hz的8阶椭圆或巴特沃斯滤波器是费钱费力的事。打算不用模拟滤波，这样采集了单用数字滤波是不可行的。
但是，同样的情况，我们采用提高采样频率10倍到2560，只要配个比较低阶简单的模拟滤波，只要能干净地滤掉2460以上，再配合用0~100的数字滤波，就起到节省硬件滤波器费用的效果了。
如果我们提高100倍，到25600，做个电阻电容比如1000Hz一阶滤波就可以了，保证25500以上能滤干净，而用每采集100个数的平均值作为新的采样值，也就是一种简单的数字低通滤波呀！
总之模拟滤波可以在提高采样频率的条件下简化而不能没有。
现在市场上出来的24位AD基本上都是所谓Δ-Σ型的，简单地说，它是用极高频的AD采集128或256个数取和得到一个24位数，因为它配有极高频的简单滤波电路，又用了数字低通滤波，所以用它不再需要抗混滤波了。

gg9132qq · 发表于 2011-1-12 22:10

相当清晰，谢谢啊

smallqiao · 发表于 2011-1-14 15:30

很好，很赞lz

fredgdf · 发表于 2011-1-17 15:38

学习下，信号采集

qiuyun0214 · 发表于 2011-2-12 11:20

讲的很好，很好理解，一般信号采集的确是需要先有个模拟滤波器

skeletonwang · 发表于 2011-2-28 21:20

是啊，很赞，一般在采集信号前都有个rc回路进行预处理的滤波，嘿嘿嘿

liminwang0311 · 发表于 2011-2-28 22:42

“数字滤波不能消除镜像对称的那一块” 一直在寻找这句话，呵呵，好像书中都没有楼主讲的好

541525839 · 发表于 2011-6-15 21:06

back up!

wildcranehust · 发表于 2011-7-4 17:04

收藏了，虽然现在看不懂，以后会慢慢看懂的

hb123415 · 发表于 2012-6-12 23:42

如果我们提高100倍，到25600，做个电阻电容比如1000Hz一阶滤波就可以了，而用用每采集100个数的平均值作为新的采样值，也就是一种简单的数字滤波呀！
我想问一下：1000hz是不是工程中所谓的0.707的位置；

hb123415 · 发表于 2012-6-12 23:43

固定的rc网络。我们只有提高采样频率让rc低通滤波网络的截止频率小于fs采样频率除以2.56

hb123415 · 发表于 2012-6-12 23:44

回复 11 # hb123415 的帖子

这样避免了采集信号的混叠。在进行数字滤波也就达到了看混叠滤波的效果

imxuan · 发表于 2014-10-21 14:31

“比如采集频率1000，做个0~100的低通数字滤波，它的通频带除了0~100 外，900~1000，1000~1100信号都会混淆进来”，我想问这句话，为什么会把900-1000,1000-1100的信号混淆进来呢

hcharlie · 发表于 2014-10-21 14:44

imxuan 发表于 2014-10-21 14:31
“比如采集频率1000，做个0~100的低通数字滤波，它的通频带除了0~100 外，900~1000，1000~1100信号都会混淆 ...

原因是数字滤波不能消除镜像对称的那一块。

imxuan · 发表于 2014-10-22 13:16

hcharlie 发表于 2014-10-21 14:44
原因是数字滤波不能消除镜像对称的那一块。

好像没明白。感觉像是模拟滤波滤掉了和通频带对称的高频成分

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[滤波] 数字抗混滤波离不开模拟滤波

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