디지털 앨리어싱 제거 필터를 사용할 수 있습니까?

ADC 입력에 앤티 앨리어싱 필터가없는 보드에서 작업하고 있습니다. RC + Opamp 회로를 사용하여 자체 필터를 구현할 수 있습니다. 그러나 ADC로 샘플링 한 후 디지털 도메인 (디지털 안티 앨리어싱 필터)에서 처리 한 후에 안티 앨리어싱 필터를 구현할 수도 있습니까?

sampling filtering

— gpuguy
소스

답변:

Matt의 답변을 지원하고 몇 가지 세부 정보를 제공하십시오.

대부분의 최신 ADC는 디지털 도메인에서 대부분의 앤티 앨리어싱 작업을 수행합니다. 그 이유는 디지털 필터가 훨씬 적은 비용으로 더 적은 부산물을 생산하는 경향이 있기 때문입니다. 실제 체인은 다음과 같습니다

아날로그 입력.
아날로그 앤티 앨리어싱 필터.
오버 샘플링 (예 : 8x).
디지털 앨리어싱 제거 필터.
소멸 (1 배 감소).
디지털 출력.

더 자세히 설명하면 다음을 고려하십시오.

오디오는 44100Hz로 샘플링됩니다.
이는 나이키 스트 주파수 22050Hz를 제공합니다.
24100Hz 이상의 주파수는 가청 범위 (20kHz 이하)로 다시 앨리어싱됩니다.
20000Hz ~ 24100은 옥타브의 약 1/4입니다.
가파른 80dB / 8ve 필터를 사용하더라도 앨리어싱 주파수는 20dB 만 줄어 듭니다.

그러나 8 배의 오버 샘플링 :

오디오는 352.8kHz (44.1kHz x 8)로 샘플링됩니다.
나이키 스트는 176.4kHz입니다.
332.8kHz 이상의 주파수 만 가청 범위로 미러링됩니다.
약 4 옥타브입니다.
따라서 24dB / 8ve 아날로그 필터를 적용하여 앨리어싱 주파수를 96dB 줄일 수 있습니다.
그런 다음 오버 샘플링하십시오.
그런 다음 20kHz ~ 24.1kHz의 선형 위상 디지털 필터를 적용하십시오.

다음 책은 일의이 종류를위한 우수한 명확 자원이다.

— 이자키
소스

당신이 말하는 것은 오디오 애플리케이션 (오래 전에는 통합 코덱 칩이 ADC / DAC를 대체 한 즉시 사용 가능한 오디오 애플리케이션)에 해당되지만 바닐라 SAR ADC에 의해 수집이 여전히 수행되는 많은 엔지니어링 분야가 있습니다 (독립형으로) 칩 또는 마이크로 컨트롤러에 내장되어 있음)-이로 인해 많은 노력을 기울여야합니다!

— pichenettes 2016 년

좋은 의견입니다. 그러나 대답은 여전히 유효하다고 생각합니다. 감당할 수 있다면 디지털 앤티 앨리어싱 필터는 많은 이점을 제공합니다.

— Izhaki

이것이 아날로그 필터가 작은 지오메트리와 무게를 갖도록하는 방법인지 알고 싶습니까?

— gpuguy

질문을 올바르게 이해하면 예-디지털 필터를 사용하면 훨씬 더 간단한 아날로그 피팅기를 의미합니다 (특히 품질을 고려해야하는 경우).

— 이자키

오버 샘플링 워크 플로우의 마지막 2 단계에서 "결정"을 의미합니까?

— Nick T

아니요, 이치에 맞지 않습니다. ADC 샘플 속도가 1kHz라고 가정하십시오. 100Hz 사인파와 900Hz 사인파는 일단 ADC에 공급되면 정확히 동일한 시퀀스의 디지털 샘플을 생성합니다. 동일한 입력을 공급할 때 디지털 필터가 어떻게 다른 출력을 생성 할 것으로 기대하십니까?

작동 할 수있는 유일한 방법은 ADC가 허용하는 한 빨리 입력 신호를 샘플링 한 다음 디지털 도메인에서 목표 샘플링 속도로 다운 샘플링하는 것입니다. 그러나 CPU 사이클이 낭비되지 않으면 아날로그를 사용하는 것이 좋습니다 업스트림 필터.

— 피케 네트
소스

"100Hz 사인파와 900Hz 사인파는 정확히 동일한 시퀀스의 디지털 샘플을 생성합니다." 이것은 일반적으로 사실이 아닙니다 (당신이 무엇을 의미하는지 이해하지만).

— niaren

좋아, 이것은 그들의 단계에 특별한 조건이 필요하지만 이것이 요점은 아닙니다! 요점은 디지털 샘플이 100Hz 사인파에서 나온 것처럼 보일 수 있지만 900Hz 사인파에서 동일한 데이터 시퀀스가 생성 될 수 있다는 것입니다.

— pichenettes

그 상태가 무엇인지 (정확하게 유지하기 위해) 알 수 있습니까?

— niaren

π

$\pi$

답변에 오류가 있습니다. 100Hz와 900Hz는 동일한 샘플링 출력을 갖지 않습니다. 실제로 [100 +/- k * 1000]은 동일한 샘플을 제공합니다. 따라서 -900, 1100, 2100 등은 100Hz에 해당하는 앨리어스 주파수입니다. 실제로, 900Hz는 100Hz 크기 파의 음수입니다.

나는 pichenettes의 답변에 동의하지만 간단한 저렴한 저차 아날로그 앤티 앨리어싱 필터를 사용하고 디지털 도메인에서 나머지 앤티 앨리어싱 필터링을 수행하는 것이 일반적이라고 생각합니다. 이것은 물론 최대 샘플링 속도로 처리하지 않지만 디지털 앨리어싱 제거 필터 이후에 다운 샘플링했음을 의미합니다. 요약 :

물론 아날로그 앤티 앨리어싱 필터가 필요합니다.
신호를 다운 샘플링 할 수 있으면 아날로그 필터를 매우 간단하게 유지할 수 있습니다. 이 경우 디지털 도메인에서 다운 샘플링 전에 앨리어싱 제거를 더 많이 수행 할 수 있습니다.

— 맷 L.
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