什么是数字滤波器的采样速率?和输入信号的频率有什么关系?
数字滤波器的采样速率指数字滤波器采取数据样本的速率。输入信号的频率越大,则数字滤波器的采样速率越快。数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理,以达到改变信号频谱的目的。
数字滤波器对信号滤波的方法是:用数字计算机对数字信号进行处理,处理就是按照预先编制的程序进行计算。数字滤波器的原理如图所示,它的核心是数字信号处理器。
扩展资料:
数字滤波器的原理:
应用数字滤波器处理模拟信号(对应模拟频率)时,首先须对输入模拟信号进行限带、抽样和模数转换。数字滤波器输入信号的数字频率(2π*f/fs,f为模拟信号的频率,fs为采样频率,注意区别于模拟频率)。
按照奈奎斯特抽样定理,要使抽样信号的频谱不产生重叠,应小于折叠频率(ws/2=π),其频率响应具有以2π为间隔的周期重复特性,且以折叠频率即ω=π点对称。为得到模拟信号,数字滤波器处理的输出数字信号须经数模转换、平滑。
数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。
数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器,以及f.i.r滤波器。
参考资料来源:百度百科-数字滤波器
参考资料来源:百度百科-滤波器
2021-08-02 广告
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输入信号的频率的关系表现在:使用采样频率Fs倍数的载波频率对输入信号谱进行调制(即0、Fs、2Fs、3 Fs等等)。为了确保这些经调制的输入信号谱之间不互相重叠,导致混叠,采样速率必须大于信号包含最高频率的两倍(即2Fmax),这就是奈奎斯特速率。相反,如果输入信号具有高于Fs /2(也称为奈奎斯特频率)的频率成分,这些成分将进入欠奈奎斯特频率区域,在混叠部分检测出感兴趣的信号尤为困难。混叠效应表现为噪声和信号失真。
为了抗混叠,在ADC采样之前,需要对高于奈奎斯特频率的成分进行衰减,数据采集设备的模拟前端通常使用模拟低通滤波器。对这些滤波器往往有严格的要求,比如具备砖墙特性,包括快速衰减、平稳通带等。
当只关心某一段较低频率信号时,可以使用线路滤波器将不需要的信号过滤,当被测信号高频成分较少而高频干扰严重时,使用滤波器降低干扰。
频率滤波器直接作用到频率测量信号,准确测量信号频率非常重要,交流信号的有效值、功率、谐波、相位都与频率相关,使用频率滤波器不会影响被测信号,只对测频测量有影响,添加频率滤波器保证频率测量更加稳定,从而整个PA测量结果更加稳定。
一些复杂或受到干扰的波形可能无法准确测量到频率,应当使用频率滤波器,使PA频率读数稳定。
PA6000系列功率分析仪(ZLG致远电子)具有100K、10K、1K的线路滤波器和500Hz的频率滤波器,以满足不同场合的测试需求。
有一个定理叫取样定理(又叫做奈奎斯特定理,前苏联叫卡切尔尼科夫定理)就是采样频率必须高于输入信号里最高频率成分的两倍以上,才可以使后面环节里不失真地恢复原来的信号。