Аналоговый фильтр

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.

Содержание

Обзор

Аналоговые фильтры 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 аналоговые фильтры состоят обычно из конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов.

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

Реализация

Самая популярная реализация аналоговых фильтров — в виде пассивных RLC-цепочек, однако имеется тенденция к использованию в составе таких фильтров активных элементов, таких как операционных усилителей.

Также получили определённое распространение механические аналоговые фильтры, 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 элементов не важна.

Другой вид аналоговых фильтров — 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.[1]

Сравнение с цифровыми фильтрами

С распространением цифровой техники аналоговые фильтры 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.

См. также

Примечания

  1. Vizmuller, P RF Design Guide: Systems, Circuits, and Equations. — Artech House, 1995. — С. 81-84. — ISBN 0890067546 (англ.)

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Аналоговый фильтр" в других словарях:

  • Фильтр - получить на Академике активный купон Krawt или выгодно фильтр купить по низкой цене на распродаже в Krawt

  • аналоговый фильтр — 3.26 аналоговый фильтр (analogue filter): Фильтр, который непрерывно работает с входным сигналом для получения фильтрованного выходного сигнала. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Фильтр высоких частот — Фильтр верхних частот (ФВЧ) электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала меньше, чем частота среза. Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра. В отличие от ФВЧ …   Википедия

  • Фильтр верхних частот — (ФВЧ)  электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала ниже частоты среза. Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра. Термины «высокие частоты» и «низкие… …   Википедия

  • аналоговый — 16 аналоговый [цифровой] ПОМ: Передающий оптоэлектронный модуль, предназначенный для преобразования аналогового [цифрового] электрического сигнала в оптический сигнал. Источник: ГОСТ Р 54417 2011: Компоненты волоконно оптических систем передачи.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Фильтр Баттерворта — Линейные электронные фильтры Фильтр Баттерворта Фильтр Чебышева Эллиптический фильтр Фильтр Бесселя Фильтр Гаусса Фильтр Лежандра Фильтр Габора …   Википедия

  • Цифровой фильтр — Цифровой фильтр  в электронике любой фильтр, обрабатывающий цифровой сигнал с целью выделения и/или подавления определённых частот этого сигнала. В отличие от цифрового, аналоговый фильтр имеет дело с аналоговым сигналом, его свойства… …   Википедия

  • Дискретный фильтр — Цифровой фильтр в электронике любой фильтр, обрабатывающий цифровой сигнал с целью выделения и/или подавления определённых частот этого сигнала. В отличие от цифрового аналоговый фильтр имеет дело с аналоговым сигналом, его свойства недискретны,… …   Википедия

  • Электрический фильтр — I Электрический фильтр         электрическое устройство, в котором из Спектра поданных на его вход электрических колебаний выделяются (пропускаются на выход) составляющие, расположенные в заданной области частот, и не пропускаются все остальные… …   Большая советская энциклопедия

  • ГОСТ Р 8.714-2010: Государственная система обеспечения единства измерений. Фильтры полосовые октавные и на доли октавы. Технические требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ Р 8.714 2010: Государственная система обеспечения единства измерений. Фильтры полосовые октавные и на доли октавы. Технические требования и методы испытаний оригинал документа: 3.26 аналоговый фильтр (analogue filter): Фильтр,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Передискретизация — Иллюстрация эффекта наложения спектров (алиасинга) при уменьшении разрешения (децимации) растрового изображения. Сверху изображение, уменьшенное без фильтрации. Снизу изображение, уменьшенное с применением фильтра нижних частот. Передискретизация …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»