Центральный Дом Знаний - Аналоговый фильтр

Информационный центр "Центральный Дом Знаний"

Заказать учебную работу! Жми!



ЖМИ: ТУТ ТЫСЯЧИ КУРСОВЫХ РАБОТ ДЛЯ ТЕБЯ

      cendomzn@yandex.ru  

Наш опрос

Как Вы планируете отдохнуть летом?
Всего ответов: 905

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


Форма входа

Логин:
Пароль:

Аналоговый фильтр

Аналоговый фильтр, разновидность электронных, механических, или звуковых фильтров, имеющих дело с аналоговыми или непрерывными сигналами, такими как напряжение, звук или механическое движение. В отличие от них цифровые фильтры имеют дело с дискретными сигналами. 

А.ф. используются главным образом для обработки сигналов в электронике. Среди их наиболее популярных приложений отмечают антиалиасинг-обработку, выборку определённой радиостанции в радиоприёмниках, разделение звукового сигнала перед воспроизведением (бас, среднечастотный диапазон, твитер) и другие. Электронные А.ф. состоят обычно из конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов.

В настоящее время во многих приложениях вместо А.ф. используются цифровые, однако в некоторых приложениях замены аналоговым фильтрам нет. 

Самая популярная реализация А.ф. — в виде пассивных RLC-цепочек, однако имеется тенденция к использованию в составе таких фильтров активных элементов, таких какоперационных усилителей.

Также получили определённое распространение механические А.ф., в которых с помощью механических компонентов осуществляется фильтрация механических вибраций или акустических волн. Подобные фильтры могут использоваться в качестве корректирующих звеньев в системах автоматического регулирования. С точки зрения математического описания линейных аналоговых фильтров физическая сущность их составных элеменов не важна.

Другой вид А.ф. — кристальные фильтры, использующиеся в частности для узкополосной фильтрации сигналов. Сигналом в таких фильтрах является механическая акустическая волна, которая с помощью преобразователя превращается в электрический сигнал на выходе кристалла.

С распространением цифровой техники А.ф. активно вытеснялись цифровыми фильтрами, однако существуют приложения, в которых использование цифровых фильтров нецелесообразно. Ниже даны сравнительные характеристики двух типов фильтров по некоторым ключевым параметрам:

  1. Стоимость: цифровые фильтры в целом дешевле аналоговых, поскольку обычно не требуют сложной элементной базы (катушки индуктивности, конденсаторы, резисторы, операционные усилители), хотя иногда требуются платы цифро-аналогового, аналого-цифрового преобразования, микроконтроллеры и т. п.

  2. Скорость: скорость работы аналоговых фильтров выше скорости цифровых фильтров. Это связано с ограниченностью вычислительных ресурсов микроконтроллеров, на которых обычно выполнены цифровые фильтры.

  3. Шум квантования: цифровые фильтры могут иметь значительный шум квантования, тогда как аналоговые фильтры лишены этого недостатка.

  4. Внешний шум: цифровой сигнал практически невозможно изменить под действием внешнего шума, поэтому цифровые фильтры очень устойчивы ко внешним возмущающим сигналам и шумам. Аналоговые фильтры подвержены этому влиянию.

  5. Дрейф характеристик: цифровые фильтры обладают неизменными во времени характеристиками. В частности, коэффициенты передаточной функции для линейных цифровых фильтров являются постоянными, тогда как электрические элементы, на которых построены аналоговые фильтры могут иметь дрейф характеристик по времени, в зависимости от температуры, номинальные допуски и прочие ошибки, которые приводят к изменению коэффициентов передаточной функции.

  6. Динамический диапазон: отношение амплитуд максимального и минимального сигналов, с которыми может работать фильтр, для аналоговых фильтров обычно много выше, чем для цифровых фильтров. Это отношение для цифровых фильтров часто ограничивается разрядностью аналогово-цифрового преобразователя.

  7. Частотный диапазон: частотный диапазон цифровых фильтров ограничивается частотой Найквиста, тогда как для аналоговых фильтров подобного ограничения нет.


Analogue filters are a basic building block of signal processing much used in electronics. Amongst their many applications are the separation of an audio signal before application to bass, mid-range and tweeter loudspeakers; the combining and later separation of multiple telephone conversations onto a single channel; the selection of a chosen radio station in a radio receiver and rejection of others.

Passive linear electronic analogue filters are those filters which can be described with linear differential equations (linear); they are composed of capacitors,inductors and, sometimes, resistors (passive) and are designed to operate on continuously varying (analogue) signals. There are many linear filters which are not analogue in implementation (digital filter), and there are many electronic filters which may not have a passive topology – both of which may have the same transfer function of the filters described in this article. Analogue filters are most often used in wave filtering applications, that is, where it is required to pass particular frequency components and to reject others from analogue (continuous-time) signals.

Analogue filters have played an important part in the development of electronics. Especially in the field of telecommunications, filters have been of crucial importance in a number of technological breakthroughs and have been the source of enormous profits for telecommunications companies. It should come as no surprise, therefore, that the early development of filters was intimately connected with transmission lines. Transmission line theory gave rise to filter theory, which initially took a very similar form, and the main application of filters was for use on telecommunication transmission lines. However, the arrival of network synthesistechniques greatly enhanced the degree of control of the designer.

Today, it is often preferred to carry out filtering in the digital domain where complex algorithms are much easier to implement, but analogue filters do still find applications, especially for low-order simple filtering tasks and are often still the norm at higher frequencies where digital technology is still impractical, or at least, less cost effective. Wherever possible, and especially at low frequencies, analogue filters are now implemented in a filter topology which is active in order to avoid the wound components required by passive topology.

It is possible to design linear analogue mechanical filters using mechanical components which filter mechanical vibrations or acoustic waves. While there are few applications for such devices in mechanics per se, they can be used in electronics with the addition of transducers to convert to and from the electrical domain. Indeed some of the earliest ideas for filters were acoustic resonators because the electronics technology was poorly understood at the time. In principle, the design of such filters can be achieved entirely in terms of the electronic counterparts of mechanical quantities, with kinetic energy, potential energy and heat energycorresponding to the energy in inductors, capacitors and resistors respectively.

Loading

Календарь

«  Июль 2020  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031

Архив записей

Друзья сайта

  • Заказать курсовую работу!
  • Выполнение любых чертежей
  • Новый фриланс 24