Аналоговая фильтрация до оцифровки
Цель: Изучить тему «Аналоговая фильтрация до оцифровки» и закрепить её практическими заданиями и самопроверкой.
2 акад. часа чтение и разбор теории, решение задач, работа со схемой или виртуальным стендом и проверка понимания.
Основной материал
Фильтр перед ADC решает задачу, которую нельзя полностью перенести в software: предотвращает попадание частот выше допустимой полосы и aliasing. После оцифровки уже невозможно однозначно отличить aliased component от настоящей низкой частоты.
Порядок фильтра
Чем выше порядок low-pass filter, тем резче спад после cutoff, но тем сложнее схема и фазовая характеристика. Для технологических измерений часто важнее стабильность и предсказуемое время отклика, чем максимально крутой фильтр.
Практическая работа
Система измеряет сигнал до 100 Hz с sampling 1 kHz. Объясните, зачем нужен analog low-pass даже при возможности digital filtering после ADC.
Самопроверка
• Почему anti-alias фильтр ставят до ADC?
• Что такое cutoff frequency?
• Как порядок фильтра влияет на спад?
• Может ли digital filter полностью исправить aliasing?
• Что происходит с фазой при фильтрации?
Что нужно запомнить
- Фильтр перед ADC решает задачу, которую нельзя полностью перенести в software: предотвращает попадание частот выше допустимой полосы и aliasing.
- После оцифровки уже невозможно однозначно отличить aliased component от настоящей низкой частоты.
- Чем выше порядок low-pass filter, тем резче спад после cutoff, но тем сложнее схема и фазовая характеристика.
- Для технологических измерений часто важнее стабильность и предсказуемое время отклика, чем максимально крутой фильтр.
- Объясните, зачем нужен analog low-pass даже при возможности digital filtering после ADC.