數字濾波電路

㈠ 數字濾波器和模擬濾波器差別是什麼

一、定義不同

數字濾波器是由數字乘法器、加法器和延時單元組成的一種演算法或裝置。

能對模擬或連續時間信號進行濾波的電路和器件。

二、方法不同

數字濾波器對信號濾波的方法是：用數字計算機對數字信號進行處理，處理就是按照預先編制的程序進行計算。它的核心是數字信號處理器。

模擬濾波器對信號濾波的方法是：由給定的待設計濾波器技術要求，將其轉換為原型低通濾波器的技術要求，設計原型低通濾波器， 根據得到的原型低通的技術要求，求出參數，進而利用查表法拉氏變換函數，頻率變換，得到待設計濾波器的轉移函數。

三、分類不同

數字濾波器可以按所處理信號的維數分為一維、二維濾波器。

1、一維濾波器

處理一維數字信號序列的演算法或裝置。

2、二維濾波器

處理二維數字信號序列的演算法或裝置。

模擬濾波器按工作頻率可分為集總常數和分布常數兩類;按濾波器中是否有有源器件，也可分為無源和有源兩類。

1、有源濾波器

有源濾波自身就是諧波源。

其依靠電力電子裝置，在檢測到系統諧波的同時產生一組和系統幅值相等，相位相反的諧波向量，這樣可以抵消掉系統諧波，使其成為正弦波形。有源濾波除了濾除諧波外，同時還可以動態補償無功功率。

2、無源濾波器

無源濾波指通過電感和電容的匹配對某次諧波並聯低阻（調諧濾波）狀態,給某次諧波電流構成一個低阻態通路。這樣諧波電流就不會流入系統。

㈡ 從電路圖中能看出是模擬濾波還是數字濾波嗎 怎麼看啊

數字數字濾波不是專門的電路，而是用一段時間內輸入量的平均值作為輸入值，從而消除干擾。

㈢ 數字濾波器結構的表示方法有哪些

經典濾波的概念，抄是根據傅里葉分析和變換提出的一個工程概念。根據高等數學理論，任何一個滿足一定條件的信號，都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。換句話說，就是工程信號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號的不同頻率的正弦波叫做信號的頻率成分或叫做諧波成分。實際上，任何一個電子系統都具有自己的頻帶寬度（對信號最高頻率的限制），頻率特性反映出了電子系統的這個基本特點。而濾波器，則是根據電路參數對電路頻帶寬度的影響而設計出來的工程應用電路 。
現代濾波
現代濾波思想是和經典濾波思想截然不同的。現代濾波是利用信號的隨機性的本質，將信號及其雜訊看成隨機信號，通過利用其統計特徵，估計出信號本身。一旦信號被估計出，得到的信號本身比原來的信噪比高出許多。典型的數字濾波器有Kalman濾波，Wenner濾波，自適應濾波，小波變換（wavelet）等手段[3] 。從本質上講，數字濾波實際上是一種演算法，這種演算法在數字設備上得以實現。這里的數字設備不僅包含計算機，還有嵌入式設備如：DSP，FPGA，ARM等。

㈣ 相比模擬的RC濾波電路，數字濾波到底有什麼好處

數字濾波器具有比模擬濾波器更高的精度，甚至能夠實現後者在理論上也無法達到的性能。例如，對於數字濾波器來說很容易就能夠做到一個 1000Hz 的低通濾波器允許 999Hz 信號通過並且完全阻止 1001Hz 的信號，模擬濾波器無法區分如此接近的信號。

數字濾波器相比模擬濾波器有更高的信噪比。這主要是因為數字濾波器是以數字器件執行運算，從而避免了模擬電路中雜訊（如電阻熱雜訊）的影響。數字濾波器中主要的雜訊源是在數字系統之前的模擬電路引入的電路雜訊以及在數字系統輸入端的模數轉換過程中產生的量化雜訊。這些雜訊在數字系統的運算中可能會被放大，因此在設計數字濾波器時需要採用合適的結構，以降低輸入雜訊對系統性能的影響。

數字濾波器還具有模擬濾波器不能比擬的可靠性。組成模擬濾波器的電子元件的電路特性會隨著時間、溫度、電壓的變化而漂移，而數字電路就沒有這種問題。只要在數字電路的工作環境下，數字濾波器就能夠穩定可靠的工作。

由於奈奎斯特采樣定理（en:Nyquist sampling theorem），數字濾波器的處理能力受到系統采樣頻率的限制。如果輸入信號的頻率分量包含超過濾波器1/2采樣頻率的分量時，數字濾波器因為數字系統的「混疊」而不能正常工作。如果超出1/2采樣頻率的頻率分量不佔主要地位，通常的解決辦法是在模數轉換電路之前放置一個低通濾波器（即抗混疊濾波器）將超過的高頻成分濾除。否則就必須用模擬濾波器實現要求的功能。

㈤ 數字濾波器用什麼實現

可以採用計算機程序實現，譬如在DSP上，在一般的MCU上，也可以在PC上，編程實現版
也可以採用專用權晶元實現，譬如你可以用verlog VHDL在FPGA, CPLD上寫一個數字濾波演算法。也可以通過購買一些晶元

用電阻電容實現，那叫模擬濾波，完全是不同的概念。

㈥ 數字濾波器的原理是什麼

數字濾波器與模擬濾抄波器的區別主要在於一個是採用軟體（程序）的數值計算（數字濾波器），另外一個是採用硬體電路獲得（模擬濾波器）。 數字濾波器的原理有多種，取平均值是其中的一種。取平均值就是濾除任何有具有頻率的變化分量的信號。數字濾波器還可根據不同原理編制專門的程序，對採集的信號進行特殊的計算來濾除特定頻率的信號。 模擬濾波器的原理主要是利用電容器對高頻信號的低阻抗、對低頻信號的高阻抗和電感對對低頻信號的低阻抗、對高頻信號的高阻抗的特性，濾除特定頻率的信號。

㈦ 數字濾波器的工作原理

數字濾波器與模擬濾波器的區別主要在於一個是採用軟體（程序）的回數值計算（數答字濾波器），另外一個是採用硬體電路獲得（模擬濾波器）。
數字濾波器的原理有多種，取平均值是其中的一種。取平均值就是濾除任何有具有頻率的變化分量的信號。數字濾波器還可根據不同原理編制專門的程序，對採集的信號進行特殊的計算來濾除特定頻率的信號。
模擬濾波器的原理主要是利用電容器對高頻信號的低阻抗、對低頻信號的高阻抗和電感對對低頻信號的低阻抗、對高頻信號的高阻抗的特性，濾除特定頻率的信號。

㈧ 數字濾波器的特點

IIR數字濾波器的最通用的方法是藉助於模擬濾波器的設計方法。模擬濾波器設計已經有了相當成熟的技術和方法，有完整的設計公式，還有比較完整的圖表可以查詢，因此設計數字濾波器可以充分利用這些豐富的資源來進行。
對於IIR數字濾波器的設計具體步驟如下：
(1)按照一定的規則將給出的數字濾波器的技術指標轉換為模擬低通濾波器的技術指標。
(2)根據轉換後的技術指標設計模擬低通濾波器G(s)(G(s)是低通濾波器的傳遞函數)。
(3)再按照一定的規則將G(s)轉換成H(z)(H(z)是數字濾波器的傳遞函數)。若設計的數字濾波器是低通的，上述的過程可以結束，若設計的是高通、帶通或者是帶阻濾波器，那麼還需要下面的步驟：
將高通、帶通或帶阻數字濾波器的技術指標轉換為低通模擬濾波器的技術指標，然後設計出低通G(s)，再將G(s)轉換為H(z)。
IIR數字濾波器的系統函數可以寫成封閉函數的形式。
IIR數字濾波器採用遞歸型結構，即結構上帶有反饋環路。IIR濾波器運算結構通常由延時、乘以系數和相加等基本運算組成，可以組合成直接型、正准型、級聯型、並聯型四種結構形式，都具有反饋迴路。由於運算中的舍入處理，使誤差不斷累積，有時會產生微弱的寄生振盪。
IIR數字濾波器在設計上可以藉助成熟的模擬濾波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和橢圓濾波器等，有現成的設計數據或圖表可查，其設計工作量比較小，對計算工具的要求不高。在設計一個IIR數字濾波器時，我們根據指標先寫出模擬濾波器的公式，然後通過一定的變換，將模擬濾波器的公式轉換成數字濾波器的公式。
IIR數字濾波器的相位特性不好控制，對相位要求較高時，需加相位校準網路。
在MATLAB下設計IIR濾波器可使用Butterworth函數設計出巴特沃斯濾波器，使用Cheby1函數設計出契比雪夫I型濾波器，使用Cheby2設計出契比雪夫II型濾波器，使用ellipord函數設計出橢圓濾波器。下面主要介紹前兩個函數的使用。
與FIR濾波器的設計不同，IIR濾波器設計時的階數不是由設計者指定，而是根據設計者輸入的各個濾波器參數（截止頻率、通帶濾紋、阻帶衰減等），由軟體設計出滿足這些參數的最低濾波器階數。在MATLAB下設計不同類型IIR濾波器均有與之對應的函數用於階數的選擇。
IIR單位響應為無限脈沖序列FIR單位響應為有限的
IIR幅頻特性精度很高，不是線性相位的，可以應用於對相位信息不敏感的音頻信號上；
FIR幅頻特性精度較之於iir低，但是線性相位，就是不同頻率分量的信號經過FIR濾波器後他們的時間差不變。這是很好的性質。
另外有限的單位響應也有利於對數字信號的處理，便於編程，用於計算的時延也小，這對實時的信號處理很重要。

㈨ 數字濾波器可以實現什麼常用的功能，和模擬濾波器的區別在哪兒

濾波器就是頻率選擇器，選出需要的頻率成分，把不需要的頻率成分去掉。描述頻回率成分的應是頻率空間，即對原答始信號作傅里葉變換的頻譜空間，在頻譜空間上讓那些需要的頻率成分乘以1，就保留了，不需要的頻率成分乘以0，就濾除了。數字濾波器正是根據以上原理，在頻域里設計好濾波器的傳遞函數，與原始信號的傅里葉變換相乘，再反傅里葉變換回去就可以了。當然，也可以把傳遞函數作反傅里葉變換，得到時域（一維信號）或空域（二維信號）的模板，用模板對原始信號卷積就可以了。
數字濾波器利用了當前點前後的數據，濾波器模板是對稱的，因而不會有相移，模擬濾波器由於對於當前點，只有過去的信號可以利用，將來的信號未知，即模擬濾波器不是對稱的濾波器，因而必定存在相移。數字濾波器很容易用邏輯器件、可編程器件實現，而模擬濾波器不能只用邏輯器件實現，一般需要電阻、電容和電感的組合電路實現。
數字濾波器的濾波速度相對比較慢，模擬濾波器濾波速度非常快，因為對於電路來說，信號輸入後幾乎不用延時就有信號輸出了
希望能幫到你。