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如何了解滤波器的本置

消耗积分:1 | 格式:pdf | 大小:0.07 MB | 2020-07-07

远不及你

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　　依稀记得前师傅讲过，控制对象相对于控制器来说就是个滤波器；半夜睡不着则在考虑PID控制是不是把反馈的不同频率特性的信号通过其滤波特性，再决定其输出信号，如果这样PID控制器也是滤波器；看到美国人写的书上意思是说维纳滤波器同样也是控制器。..。.那我每天都用的模拟滤波器可否认为是对频率给定信号来说也是一种控制器，这么多想法迫使我在写完“固本”之后更想发表自己对“清源”--模拟滤波设计的土地爷想法。在谈滤波器设计的时候我们在目前所知的范围内需了解两个问题：其一是这模拟滤波其本质特征到底是什么；其二是我要设计的系统是数字滤波还是模拟滤波。对数字滤波还是模拟滤波其本质区别理解这里用我匪的观点给自己定义的是模拟滤波对于干扰信号相当于御敌于国门之外，而数字滤波相当于先开门把狼放近来之后再关门打狼。二者在战略上是一致的，都是把干扰信号干掉；战术上区别则很大，以至于很多时候因为这个问题把搞数字滤波的和搞模拟滤波设计的对立起来，结果每一方面都说自己的好，尤其是今天单片机的运算速度快了，DSP的价格降了，FPGA越来越普及了，使得更多的数字系统工程师再理解滤波器设计的时候更多倾向于用数字滤波器，而且更多人宁愿都理想的认为使用数字滤波器最大的好处就是可以通过软件无限制地对其进行调整，直到其特性满足设计要求，这听起来很让人振奋，然而事实并非如此。仅以低通滤波器为例，模拟低通滤波器是在信号到达A/D转换之前，滤除其中的高频噪声以及峰值噪声，而数字滤波往往无法滤除模拟信号中的峰值噪声。当峰值噪声接近A/D满量程时，可能使A/D转换器的模拟调制器进入到饱和态，此时即使输入信号的平均值在量程范围内也照样会出现这种饱和。某些类型的A/D的对这种峰值噪声更是有“请神容易送神难”的感受，进入饱和后A/D的整体退饱和很难，有时甚至需要断电解决问题。

　　当然我们决不能就此直接说数字滤波不好，直接来个否定，数字滤波毕竟利用其平均技术和过采样等技术使得其可以减少频带内噪声，数字滤波可以成功滤除A/D转换过程中的引入的噪音，例如量化噪音，而模拟滤波则无法完成此类任务。数字滤波的可编程设计相对于模拟滤波设计有更大的灵活性。

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