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不同濾波器的頻率響應(yīng)

發(fā)布時(shí)間:2012/3/5 21:28:25 訪問次數(shù):2077

    一般來說,設(shè)計(jì)有源濾波器時(shí),盡可能將其極點(diǎn)數(shù)限制在l~5個(gè)范圍內(nèi)。如果濾波器極點(diǎn)數(shù)很高,則可能很難設(shè)計(jì)出穩(wěn)定的濾波器,甚至達(dá)到成本不允許的程度。BC237   

    設(shè)計(jì)一個(gè)抗混疊濾波器需要首先確定所希望的濾波特性(截止頻率、過渡帶衰減等),然后選擇能夠滿足應(yīng)用需求的最佳濾波方案(有時(shí)稱為濾波器類型)。一般情況下,采用過采樣,而且過采樣頻率越高,濾波器設(shè)計(jì)越容易。但是,過采樣需要更高速率的ADC,成本也越高。
    例如,當(dāng)過采樣因子為8時(shí),即采樣頻率是最高信號(hào)頻率的8倍,這能夠在ADC成本和濾波器復(fù)雜度方面達(dá)到了一介較好的折中。假設(shè)ADC分辨率為14位,能夠提供80dB的信噪比(SNR)。采用一半的采樣率(這里為信號(hào)頻率的4倍)時(shí),低通濾波器
需要提供80dB的衰減,以確保所有雜散信號(hào)經(jīng)過足夠的衰減,不會(huì)出現(xiàn)在采樣后的信號(hào)中。這意味著在過渡帶內(nèi)需要提供每倍頻程40dB的衰減,需要高階濾波器才能夠達(dá)到這一設(shè)計(jì)要求。7階Butterworth濾波器能夠滿足上述要求,但這對(duì)于具體應(yīng)用并非最佳選擇。
    可針對(duì)不同的應(yīng)用選擇不同的濾波器類型,圖10.3所示為Butterworth濾波器、Cheby-shev濾波器和Elliptic(橢圓)濾波器的頻響特性。
    從圖10.3中可以看出,它們具有不同的通帶、過渡帶特性。Elliptic濾波器與Butter-worth濾波器相比,Elliptic濾波器的過渡帶更陡峭,但其相頻特性較差。應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用選擇濾波器類型,對(duì)于普通的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可以選用Butterworth濾波器(或Bessel濾波器),如果對(duì)相位精度要求不高的話,也可以選擇Chebyshev濾波器甚至Elliptic濾波器。

                       

    一般來說,設(shè)計(jì)有源濾波器時(shí),盡可能將其極點(diǎn)數(shù)限制在l~5個(gè)范圍內(nèi)。如果濾波器極點(diǎn)數(shù)很高,則可能很難設(shè)計(jì)出穩(wěn)定的濾波器,甚至達(dá)到成本不允許的程度。BC237   

    設(shè)計(jì)一個(gè)抗混疊濾波器需要首先確定所希望的濾波特性(截止頻率、過渡帶衰減等),然后選擇能夠滿足應(yīng)用需求的最佳濾波方案(有時(shí)稱為濾波器類型)。一般情況下,采用過采樣,而且過采樣頻率越高,濾波器設(shè)計(jì)越容易。但是,過采樣需要更高速率的ADC,成本也越高。
    例如,當(dāng)過采樣因子為8時(shí),即采樣頻率是最高信號(hào)頻率的8倍,這能夠在ADC成本和濾波器復(fù)雜度方面達(dá)到了一介較好的折中。假設(shè)ADC分辨率為14位,能夠提供80dB的信噪比(SNR)。采用一半的采樣率(這里為信號(hào)頻率的4倍)時(shí),低通濾波器
需要提供80dB的衰減,以確保所有雜散信號(hào)經(jīng)過足夠的衰減,不會(huì)出現(xiàn)在采樣后的信號(hào)中。這意味著在過渡帶內(nèi)需要提供每倍頻程40dB的衰減,需要高階濾波器才能夠達(dá)到這一設(shè)計(jì)要求。7階Butterworth濾波器能夠滿足上述要求,但這對(duì)于具體應(yīng)用并非最佳選擇。
    可針對(duì)不同的應(yīng)用選擇不同的濾波器類型,圖10.3所示為Butterworth濾波器、Cheby-shev濾波器和Elliptic(橢圓)濾波器的頻響特性。
    從圖10.3中可以看出,它們具有不同的通帶、過渡帶特性。Elliptic濾波器與Butter-worth濾波器相比,Elliptic濾波器的過渡帶更陡峭,但其相頻特性較差。應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用選擇濾波器類型,對(duì)于普通的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可以選用Butterworth濾波器(或Bessel濾波器),如果對(duì)相位精度要求不高的話,也可以選擇Chebyshev濾波器甚至Elliptic濾波器。

                       

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