實現(xiàn)技術(shù)手段

數(shù)字濾波器有多種方式可以實現(xiàn)信號的處理，我們介紹在實際中使用的兩種，一種是我們集成電路的方式將集成電路的各種元 器件組成一個專用的設(shè)備，這種設(shè)備稱之為數(shù)字信號處理機，類似于arm架構(gòu)或者單片機架構(gòu)的數(shù)字處理機就是我們常用的一種，這種方式對于成套批量的需求商用價值比較高，因為造價成本比較低，受到了市場的歡迎；另一種就是使用我們平常使用的x86/x64的商用或者工控計算機進行模擬，這個完全是使用應(yīng)用軟件進行的，這種方式也在實驗室或者大型的數(shù)字濾波項目中使用，這種方式成本較高，不適宜與大批量的生產(chǎn)與配套。但是在實驗室是的一種模擬方式，在高階模擬和運算中有非常大的優(yōu)勢。

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電源濾波器

電源濾波器一般都設(shè)計為只由電阻、電容及電感組成的被動濾波器，沒有像晶體管之類的主動元件。右圖是一個電源濾波器的例子，電源濾波器的上方接電源，電源端有一個共模電感，也就是電源的二條線依同一個方向繞在鐵心上，電源線上若有共模訊號，其在共模電感產(chǎn)生的磁場會相加，因此有較大的阻抗，而差模訊號在共模電感產(chǎn)生的磁場會互相抵消，因此可以流過共模電感。電源流過的電流主要是共模的，但上面噪聲也可能會以差模的形式出現(xiàn)，若要抑制差模噪聲，需要另外使用差模電感，或是各相有個別的電感器。

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基本概念

波電路的作用就是允許某段頻率范圍內(nèi)的信號通過，而阻止或削弱其他頻率范圍的信號。有源濾波電路由電阻、電容和集成運算放大器組成，又稱為有源濾波器。有源濾波器能夠在濾波的同時還能對信號起放大作用，這是無源濾波無法做到的。根據(jù)濾波電路通過或者阻止信號頻率范圍不同，可將濾波電路分為低通、高通、帶通河帶阻電路。本文討論的是有源低通濾波電路的設(shè)計與研究。有源低通濾波電路能夠通過低頻信號，抑制或衰減高頻信號 。

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低通濾波器實例

理想與實際濾波器一個理想的低通濾波器能夠完全剔除高于截止頻率的所有頻率信號并且低于截止頻率的信號可以不受影響地通過。實際上的轉(zhuǎn)換區(qū)域也不再存在。一個理想的低通濾波器可以用數(shù)學(xué)的方法（理論上）在頻域中用信號乘以矩形函數(shù)得到，作為具有同樣效果的方法，也可以在時域與sinc函數(shù)作卷積得到。然而，這樣一個濾波器對于實際真正的信號來說是不可實現(xiàn)的，這是因為sinc函數(shù)是一個延伸到無窮遠處的函數(shù)（extends to infinity），所以這樣的濾波器為了執(zhí)行卷積就需要預(yù)測未來并且需要有過去所有的數(shù)據(jù)。對于預(yù)先錄制好的數(shù)字信號（在信號的后邊補零，并使得由此產(chǎn)生的濾波后的誤差小于量化誤差）或者無限循環(huán)周期信號來說這是可實現(xiàn)的。實時應(yīng)用中的實際濾波器通過將信號一小段時間讓它們能夠“看到”未來的一小部分來近似地實現(xiàn)理想濾波器，這已為相移所證明。近似精度越高所需要的越長。采樣定理描述了如何使用一個完善的低通濾波器和奈奎斯特-香農(nóng)插值公式從數(shù)字信號采樣重建連續(xù)信號。實際的數(shù)模轉(zhuǎn)換器都是使用近似濾波器。

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