软件低通滤波不能代替硬件抗混叠滤波器！

dufeng_dufeng · 发表于 2014-4-5 09:54

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硬件抗混叠滤波器，如果没有采用，那么A/D采集的信号肯定有超过nyquist频率的高频成分，而这些高频成分是失真了的，问题是这些失真后的高频成分其实又变成了低频，这样，软件低通滤波也没有将这类成分滤除，也就是说软件低通滤波还是无法代替前置的抗混叠滤波电路。
不知道这样理解对不对

impulse · 发表于 2014-4-5 10:52

是这样的，但是采用数字抗混叠滤波以后，特别是数字跟踪抗混以后，前段的硬件抗混变得很简单，并且可以做到固定截止频率。

impulse · 发表于 2014-4-5 10:53

实际上这也是目前计算阶比跟踪技术（COT）的基础。

dufeng_dufeng · 发表于 2014-4-5 11:07

数字抗混滤波没用过，大概介绍一下原理，实现方法，或者参考资料
计算阶比跟踪技术（COT）好像很深奥，有什么资源可以研究一下

impulse · 发表于 2014-4-5 13:01

dufeng_dufeng 发表于 2014-4-5 11:07
数字抗混滤波没用过，大概介绍一下原理，实现方法，或者参考资料
计算阶比跟踪技术（COT）好像很深奥，有 ...

有兴趣可以看看
http://forum.vibunion.com/thread-103534-1-1.html

hcharlie · 发表于 2014-4-5 15:10

本帖最后由 hcharlie 于 2014-4-7 08:22 编辑

是这样的。
但是如果大大提高采集速度，再配以较简单的高频抗混滤波器，再加数字低通滤波。这样使硬件滤波变得简单。很多信号分析仪器便是这样工作的。比如信号分析仪最高分析频率20K，最高采集频率51.2K，硬件抗混滤波频率做成固定20K，当分析2K时，采集频率还是51.2K，经过2K的低通数字滤波，采样10抽1使采样频率变成5.12K。
作为初级用户，还不如采用硬件滤波，比如采用集成化的开关电容滤波器，换档容易，也是化钱不多的选择。

VibrationMaster · 发表于 2014-4-7 06:23

硬件的模拟抗混是必须的，如果没有这一关，后面数字是无效的。

wanyeqing2003 · 发表于 2014-4-7 13:27

现在的数据采集系统的采样频率可以很高，数据记录样本也可以很大。
在一定程度上来看，数字滤波可以部分替代模拟滤波器。

我以前一直认为数字滤波器不能替代抗混滤波器。不过在最近两年的试验中尝试过几次，将数采频率设高一些，再用数字滤波是可以实现抗混效果的。

jitonguniver · 发表于 2014-4-7 22:33

可以用matlab仿真验证。你会发现抗混滤波不可忽略。

zswseu · 发表于 2014-4-8 10:17

hcharlie 发表于 2014-4-5 15:10
是这样的。
但是如果大大提高采集速度，再配以较简单的高频抗混滤波器，再加数字低通滤波。这样使硬件滤波 ...

像对数据重采样的后处理，也是这种方法吧。
如果不进行低通数字滤波，直接抽取，势必引起低频信号的混叠？

hcharlie · 发表于 2014-4-8 11:20

先提高采样频率，从而提高了需要剔除的混淆频率。如果能确认混淆频率之外确实没有输入信号，比如我用的位移信号，如此高频位移接近另了，也确认没有如此高频干扰，可以省掉硬件滤波了，因为（位移）传感器起了滤波器的作用。

hcharlie · 发表于 2014-4-16 15:12

本帖最后由 hcharlie 于 2014-4-16 15:29 编辑

记住数字滤波和模拟滤波的特性是不一样的，如下图，一看就明白了。
所以在数字滤波以前应该用模拟滤波将（最好是提高了的）采样频率附近的一块滤掉。
模拟与数字滤波.PNG

TestGuru · 发表于 2014-4-18 16:40

hcharlie说的好，提高采样率（比实际需要的高），就可以用很简单的硬件做低通抗混滤波，这部分是不能用软件低通抗混滤波取代的。但后面可做重采样（DECIMATION），以降低到实际需要的采样率，这部分用软件做低通抗混滤波。最简单的方法其实是取移动平均值，不但能增加采样的位分辨率（这利用了信号中的总是存在的噪音），而且移动平均滤波器可自适应到重采样频率所对应的NYQUST频率附近。当然缺点是移动平均滤波器的频率特性不算好，不过时域特性超好，尤其是滤噪方面。时域特性好的滤波器通常频域特性就不好，反之亦然。

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