Forskjellen mellom analoge og digitale filtre

Hovedforskjell - Analog vs Digitale Filtre

I elektronikk kan det signales en kombinasjon av komponentsignaler ved forskjellige frekvenser. filtre er komponenter som brukes i elektriske kretser for å fjerne uønskede frekvenskomponenter i et signal. De hovedforskjell mellom analoge og digitale filtre er det analoge filtre behandler analoge signaler direkte, mens digitale filtre må først konvertere analoge signaler til digitale signaler før behandling. Etter behandling må signalet konverteres igjen fra digitale til analoge signaler.

Hva er analoge filtre

Analog filtre benytter seg av resonans i elektriske kretser. Kombinasjoner av motstander og induktorer gir forskjellige nivåer av impedans mot strømmer med forskjellige frekvenser. Derfor kan de brukes i kretser for å undertrykke uønskede frekvenskomponenter i et signal.

For eksempel a band-pass filter undertrykker frekvenser som ligger utenfor et gitt frekvensområde. Diagrammet nedenfor viser hvordan et slikt filter kan konstrueres ved hjelp av kondensatorer (C) og induktorer (L):

Et Band-Pass-filter som undertrykker frekvenser som ikke er innenfor sitt område.

Og i utgangssignalet, alle frekvenser som ikke er i båndbredde rekkevidde (B) er undertrykt:

Et bandpassfilter undertrykker frekvenser som ikke er i en region som kalles båndbredden.

Analog filtre kan filtrere signaler kontinuerlig. I noen tilfeller gir dette en liten fordel for analogfiltre, hvor alle uønskede frekvenser må fjernes. Evnen til et digitalt filter å gjøre dette avhenger av samplingsfrekvensen (se nedenfor).

Hva er digitale filtre

Digitale filtre kan fungere med digitale (dvs. ikke-kontinuerlige) signaler. Et digitalt filter består derfor av en Analog til digital omformer (ADC), som først konverterer et analogt signal til et digitalt signal. ADC gjør dette ved sampling Signalet med jevne mellomrom. Etter konverteringen blir det digitaliserte signalet behandlet og unødvendige frekvenskomponenter fjernes. Deretter må det resulterende digitale signalet konverteres tilbake til et analogt signal ved bruk av a Digital til analog konverter (DAC).

Digitale filtre har flere fordeler over analoge filtre. Når de er programmert, kan programmene i digitale filtre enkelt endres ved å skrive om sine algoritmer (for å omprogrammere et analogt filter, må kretsene selv endre seg). Dette gjør det også mulig for digitale filtre å utføre adaptiv filtrering: En form for filtrering der filterparametere kan endres over tid, avhengig av hvordan inngangssignalet endres. Digitale filtre har også en tendens til å være mer nøyaktig siden nøyaktigheten av et analogt filter, i stor grad avhenger av kapasiteten til komponentene. Digitale filtre kan også håndtere svært lave frekvenser som analoge filtre ikke klarer å håndtere.

Forskjellen mellom analoge og digitale filtre

Type Signal Behandlet

Analog filtre kan behandle analoge filtre direkte.

Digitale filtre må først konvertere analoge signaler til digital, før behandling. Etter behandling må signalet konverteres igjen fra digital til analog.

Endre funksjonaliteten

Å endre funksjonen til analoge filtre, komponentene selv må være omkonfigurert.

Digitale filtre styres vanligvis av algoritmer, og funksjonaliteten kan enkelt endres ved å endre disse algoritmer.

Behandlingshastighet

Analog filtre filtrere uønskede frekvenser kontinuerlig ut.

Prisen der digitale filtre kan fungere avhenger av samplingsfrekvensen.

Bilde Courtesy

"Et skjematisk diagram av et eksempel på et bandpassfilter, i T-seksjon Cauer-topologi ..." av Inductiveload (eget arbeid) [Public Domain], via Wikimedia Commons

"Et diagram som viser definisjonen av båndbredde (B) for et bandpassfilter ..." av Inductiveload (eget arbeid) [Public Domain], via Wikimedia Commons