Unterschied zwischen analogen und digitalen Filtern - Unterschied Zwischen

Unterschied zwischen analogen und digitalen Filtern

Hauptunterschied - Analog- und Digitalfilter

In der Elektronik kann ein Signal aus einer Kombination von Komponentensignalen mit unterschiedlichen Frequenzen bestehen. Filter sind Komponenten, die in elektrischen Schaltungen verwendet werden, um unerwünschte Frequenzkomponenten in einem Signal zu entfernen. Das Hauptunterschied Bei analogen und digitalen Filtern werden analoge Signale direkt verarbeitet, während digitale Filter vor der Verarbeitung zunächst analoge Signale in digitale Signale umwandeln müssen. Nach der Verarbeitung muss das Signal erneut von digitalen in analoge Signale umgewandelt werden.

Was sind analoge Filter?

Analogfilter verwendenResonanz in elektrischen Schaltungen. Kombinationen von Widerständen und Induktivitäten bieten unterschiedliche Impedanzen für Ströme mit unterschiedlichen Frequenzen. Daher können sie in Schaltungen verwendet werden, um unerwünschte Frequenzkomponenten in einem Signal zu unterdrücken.

Zum Beispiel aBandpassfilter unterdrückt Frequenzen, die außerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs liegen. Das folgende Diagramm zeigt, wie ein solches Filter aus Kondensatoren (C) und Induktivitäten (L) aufgebaut werden kann:


Ein Bandpassfilter, das Frequenzen unterdrückt, die nicht in seinem Bereich liegen.

Und im Ausgangssignal alle Frequenzen, die nicht im Bandbreite Bereich (B) wird unterdrückt:


Ein Bandpassfilter unterdrückt Frequenzen, die sich nicht in einem Bereich befinden, der als Bandbreite bezeichnet wird.

Analogfilter können Signale filternständig. In einigen Fällen bietet dies analogen Filtern einen leichten Vorteilalles unerwünschte Frequenzen müssen entfernt werden. Die Fähigkeit eines digitalen Filters, dies auszuführen, hängt von seiner Abtastrate ab (siehe unten).

Was sind digitale Filter?

Digitale Filter können mit digitalen (d. H. Nicht kontinuierlichen) Signalen arbeiten. Ein Digitalfilter besteht daher aus einemAnalog-Digital-Wandler (ADC), der zunächst jedes analoge Signal in ein digitales Signal umwandelt. Der ADC tut dies durchProbenahme das Signal in regelmäßigen Abständen. Nach der Konvertierung wird das digitalisierte Signal verarbeitet und nicht benötigte Frequenzkomponenten entfernt. Das resultierende Digitalsignal muss dann mit a in ein analoges Signal umgewandelt werdenDigital-Analog-Wandler (DAC).

Digitale Filter haben gegenüber analogen Filtern mehrere Vorteile. Sobald sie programmiert sind, können die Programme in den digitalen Filtern leicht geändert werden, indem ihre Algorithmen neu geschrieben werden (um einen analogen Filter neu zu programmieren, muss die Schaltung selbst geändert werden). Dadurch können auch digitale Filter ausgeführt werden adaptive Filterung: eine Form der Filterung, bei der Filterparameter mit der Zeit geändert werden können, je nachdem, wie sich das Eingangssignal ändert. Digitale Filter neigen auch dazu, genauer zu sein, da die Genauigkeit eines analogen Filters stark von den Kapazitäten seiner Komponenten abhängt. Digitale Filter können auch sehr tiefe Frequenzen verarbeiten, die mit analogen Filtern nicht möglich sind.

Unterschied zwischen analogen und digitalen Filtern

Art des verarbeiteten Signals

Analoge Filter kann analoge Filter direkt verarbeiten.

Digitale FilterAnaloge Signale müssen vor der Verarbeitung zunächst in digitale Signale umgewandelt werden. Nach der Verarbeitung muss das Signal erneut von digital in analog umgewandelt werden.

Ändern der Funktionalität

Um die Funktion von zu ändernanaloge Filtermüssen die Komponenten selbst neu konfiguriert werden.

Digitale Filter werden in der Regel von Algorithmen gesteuert, und die Funktionalität kann durch Ändern dieser Algorithmen leicht geändert werden.

Verarbeitungsrate

Analoge Filter unerwünschte Frequenzen kontinuierlich herausfiltern.

Die Rate bei der digitale Filter funktionieren kann, hängt von ihrer Abtastfrequenz ab.

Bild mit freundlicher Genehmigung

"Ein schematisches Diagramm eines Beispiels eines Bandpassfilters in der Tauer-Cauer-Topologie ..." von Inductiveload (Eigene Arbeit) [Public Domain], via