不同濾波器的頻率響應
發布時間:2012/3/5 21:28:25 訪問次數:2051
一般來說,設計有源濾波器時,盡可能將其極點數限制在l~5個范圍內。如果濾波器極點數很高,則可能很難設計出穩定的濾波器,甚至達到成本不允許的程度。BC237
設計一個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用需求的最佳濾波方案(有時稱為濾波器類型)。一般情況下,采用過采樣,而且過采樣頻率越高,濾波器設計越容易。但是,過采樣需要更高速率的ADC,成本也越高。
例如,當過采樣因子為8時,即采樣頻率是最高信號頻率的8倍,這能夠在ADC成本和濾波器復雜度方面達到了一介較好的折中。假設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(這里為信號頻率的4倍)時,低通濾波器
需要提供80dB的衰減,以確保所有雜散信號經過足夠的衰減,不會出現在采樣后的信號中。這意味著在過渡帶內需要提供每倍頻程40dB的衰減,需要高階濾波器才能夠達到這一設計要求。7階Butterworth濾波器能夠滿足上述要求,但這對于具體應用并非最佳選擇。
可針對不同的應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。應根據具體應用選擇濾波器類型,對于普通的數據采集系統,可以選用Butterworth濾波器(或Bessel濾波器),如果對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,設計有源濾波器時,盡可能將其極點數限制在l~5個范圍內。如果濾波器極點數很高,則可能很難設計出穩定的濾波器,甚至達到成本不允許的程度。BC237
設計一個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用需求的最佳濾波方案(有時稱為濾波器類型)。一般情況下,采用過采樣,而且過采樣頻率越高,濾波器設計越容易。但是,過采樣需要更高速率的ADC,成本也越高。
例如,當過采樣因子為8時,即采樣頻率是最高信號頻率的8倍,這能夠在ADC成本和濾波器復雜度方面達到了一介較好的折中。假設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(這里為信號頻率的4倍)時,低通濾波器
需要提供80dB的衰減,以確保所有雜散信號經過足夠的衰減,不會出現在采樣后的信號中。這意味著在過渡帶內需要提供每倍頻程40dB的衰減,需要高階濾波器才能夠達到這一設計要求。7階Butterworth濾波器能夠滿足上述要求,但這對于具體應用并非最佳選擇。
可針對不同的應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。應根據具體應用選擇濾波器類型,對于普通的數據采集系統,可以選用Butterworth濾波器(或Bessel濾波器),如果對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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