讲述Δ-Σ模数转换器数字滤波器最常用的正弦滤波器

6131 滤波器 adc

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 我在上篇博文中谈到Δ-Σ模数转换器（ADC）中常用的不同类型的数字滤波器。在这篇博文中，我会重点讲述Δ-Σ模数转换器中最常用的数字滤波器：正弦滤波器。那么，正弦滤波器到底为何物？它为什么常用于Δ-Σ模数转换器中？我在上篇博文中提到，“正弦”的名称源于它的以sin（x）/ x函数形式存在的频率响应。该滤波器具有这种反应的原因与它为什么常用于Δ-Σ模数转换器密切相关。在特定数目的调制器时钟周期，数字滤波器使用调制器通过求和1秒输出可创建一个数字输出码（记住：Δ-Σ模数转换器的调制速率[fMOD]与其输出的数据率[fDR]的比率被称为“过采样比”，或OSR）。这相当于在采样周期取那些样本的移动平均值。在时域取移动平均值可转换为频域中的一阶正弦响应。正弦响应在数据速率的整数倍等于零，这出现在该滤波器幅度响应曲线的陷波。级联多个串联正弦过滤器时，平均量增加。在光谱中，这对应于一个较低的截止频率和较高的阻带衰减，从而降低噪声。图1所示为一阶正弦滤波器（sinc1）、三个串联正弦滤波器（第三阶正弦，sinc3）和五个串联正弦滤波器（sinc5）的频率响应差异。图1：sinc1, sinc3 和 sinc5数字滤波器的频率响应从这些响应可以看出，数字滤波器输出中似乎并没有过多带宽，这限制了可测量的信号内容。但您可能会认为这并不是什么大事。有些诸如温度和压力传感器的精密传感器应用无需测量所有带宽，但确实需要一个良好的低通滤波器保持低噪音。正弦过滤器正好可解决此问题。考虑到应用程序，您可能希望较快地在多个传感器输入中复用。要做到这一点，您需要一个可响应输入变化，并同样可迅速稳定的数字滤波器。事实证明，正弦滤波器也正好可解决此问题！我在上篇博文中简要提过，相比微调频率响应幅度更大的数字滤波器，正弦过滤器提供更快的稳定时间。很多情况下，您可通过这些滤波器来解决单个转换周期中的阶跃输入。话虽如此，确实需在各类正弦过滤器之间做出权衡。正弦滤波器的阶越高，稳定所需时间就越长——但它具有更好的阻带衰减优点。图2所示为Sinc1，Sinc3和Sinc5滤波器如何响应一个单位阶跃输入。需要注意的是正弦滤波器匹配稳定输入的采样数量。图2：Sinc1，Sinc3和sinc5数字滤波器的阶跃响应一些数据转换器稍微会对正弦过滤器改型。在一些工业应用，50或60Hz时电力设施干扰污染设备的环境。50或60Hz时，在其频率响应具有陷波的数字滤波器有助于抑制设备频率，维护系统的电源抑制（PSR）。很多情况下，您可在一个转换周期使用这些过滤器来解决阶跃输入。然而，一个周期内的稳定的过滤器不会拥有与未改型的高阶sinc滤波器一样出色的带外抑制。图3所示为数据速率设置为20SPS时，ADS1248 24位Δ-Σ模数转换器上数字滤波器的幅度响应。注意，这个过滤器可同时抑制50Hz和60Hz。一个正常的正弦滤波器在某个10SPS整数除数条件下需要数据速率来实现这一点，因为滤波器陷波将以10Hz的倍数出现。图3：ADS1248数字滤波器的幅度响应，FDR = 20SPS 总之，正弦滤波器在Δ-Σ模数转换器中作为一个基本低通滤波器。它们合理的阻带衰减，连同快速阶跃响应，非常适用于DC测量应用，尤其是当正在多个传感器之间复用时。密切注视有关Δ-Σ模数转换器中数字滤波器三个系列的最后一个。下一个主题将会详细讨论宽带宽、平通带式数字滤波器。与此同时，请订阅精密集线器博客，可在第一时间查看我的下篇博文，以及我的精密信号链同事的博文。 0
2018-8-30 14:51:19　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × elecfans电答该类别下有 503 个回答，其中被选为最佳答案 1 次。邀请回答辰达行电子该类别下有 112 个回答。邀请回答叫我赵大只该类别下有 30 个回答。邀请回答 xiaoxue11 该类别下有 28 个回答。邀请回答 leetow2006 该类别下有 25 个回答。邀请回答西西该类别下有 20 个回答。邀请回答杰然不同该类别下有 20 个回答。邀请回答 xichi2015 该类别下有 17 个回答。邀请回答 zhtyr 该类别下有 17 个回答。邀请回答 YHZY 该类别下有 13 个回答。邀请回答曾庆发该类别下有 11 个回答。邀请回答小程321 该类别下有 10 个回答。邀请回答 shaorc 该类别下有 10 个回答。邀请回答 bigcap1234 该类别下有 10 个回答。邀请回答孙敬啊该类别下有 9 个回答。邀请回答 Music 该类别下有 9 个回答。邀请回答两只耳朵怪该类别下有 9 个回答。邀请回答卍依靠佛号走天涯卍该类别下有 8 个回答。邀请回答去玩儿该类别下有 8 个回答。邀请回答 xudajiang1988 该类别下有 8 个回答。邀请回答举报刘伟相关推荐 • Σ-Δ模数转换器之数字滤波器类型与用途 2422 • Σ-Δ ADC数字滤波器类型 2346 • 如何设计数字滤波器？ 2079 • 怎么实现基于Matlab的IIR数字滤波器设计？ 1294 • 基于FPGA的FIR数字滤波器该怎么设计？ 2049 • 基于FPGA的IIR数字滤波器的设计和实现方法介绍 1994 • 请问如何去设计IIR数字滤波器？ 1530 • 求一种IIR数字滤波器的设计方案 1200 • 新手求问，有关相关滤波器、数字滤波器和虚拟滤波器。。。 3437 • ∑-∆型ADC数字滤波器对PID的影响是什么？ 296