Analogt filter

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 17 februari 2017; kontroller kräver 5 redigeringar .

Ett analogt filter  är en typ av elektroniskt , mekaniskt eller ljudfilter som hanterar analoga eller kontinuerliga signaler som spänning , ljud eller mekanisk rörelse. Däremot hanterar digitala filter diskreta signaler.

Översikt

Analoga filter används främst för signalbehandling inom elektronik. Bland deras mest populära applikationer är kantutjämning - bearbetning, sampling av en specifik radiostation i radiomottagare, delning av en ljudsignal före uppspelning (bas, mellanregister, diskant) och annat. Elektroniska analoga filter består vanligtvis av kondensatorer , induktorer och resistorer .

För närvarande använder många applikationer digitala filter istället för analoga filter , men i vissa applikationer finns det ingen ersättning för analoga filter.

Implementering

Den mest populära implementeringen av analoga filter är i form av passiva RLC-kretsar, men det finns en tendens att använda aktiva element, såsom operationsförstärkare , som en del av sådana filter .

Mekaniska analoga filter har också vunnit lite popularitet , där mekaniska vibrationer eller akustiska vågor filtreras med hjälp av mekaniska komponenter. Sådana filter kan användas som korrigerande länkar i automatiska styrsystem . Ur synvinkeln av den matematiska beskrivningen av linjära analoga filter är den fysiska naturen hos deras ingående element inte viktig.

En annan typ av analoga filter är kristallfilter , som särskilt används för smalbandsfiltrering av signaler. Signalen i sådana filter är en mekanisk akustisk våg, som med hjälp av en givare omvandlas till en elektrisk signal vid kristallens utgång. [ett]

Jämförelse med digitala filter

Med spridningen av digital teknik ersattes analoga filter aktivt med digitala filter, men det finns applikationer där användningen av digitala filter är opraktisk. Nedan är de jämförande egenskaperna för de två typerna av filter när det gäller några nyckelparametrar:

  1. Kostnad: Digitala filter är i allmänhet billigare än analoga filter, eftersom de vanligtvis inte kräver en komplex elementbas (induktorer, kondensatorer, motstånd, operationsförstärkare), även om digital-till-analoga kort , analog-till-digital konverteringskort, mikrokontroller , etc. ibland krävs.
  2. Hastighet: Analoga filter är snabbare än digitala filter. Detta beror på de begränsade beräkningsresurserna hos mikrokontroller, som vanligtvis används för digitala filter.
  3. Kvantiseringsbrus : Digitala filter kan ha betydande kvantiseringsbrus, medan analoga filter inte har det.
  4. Externt brus: En digital signal är nästan omöjlig att ändra under påverkan av externt brus, så digitala filter är mycket resistenta mot externa störande signaler och brus. Analoga filter påverkas av detta.
  5. Drift: Digitala filter har en egenskap som inte förändras över tiden. Speciellt är överföringsfunktionskoefficienterna för linjära digitala filter konstanta, medan de elektriska komponenterna som analoga filter är byggda på kan ha karakteristisk drift över tiden, beroende på temperatur, nominella toleranser och andra fel som leder till en förändring i överföringsfunktionen koefficienter.
  6. Dynamiskt område: Förhållandet mellan amplituderna för de maximala och minimala signalerna som ett filter kan hantera är vanligtvis mycket högre för analoga filter än för digitala filter. Detta förhållande för digitala filter begränsas ofta av bitdjupet hos A/D-omvandlaren.
  7. Frekvensintervall: Frekvensområdet för digitala filter begränsas av Nyquist-frekvensen , medan analoga filter inte är det.

Anteckningar

  1. ↑ Vizmuller, P. RF Design Guide: Systems, Circuits, and Equations . - Artech House, 1995. - S.  81 -84. — ISBN 0890067546 .  (Engelsk)

Länkar