Abonare Newsletter

Selecteaza Domeniu:

Filtrarea numerica este preferata celei analogice?

Un filtru digital sau numeric este un sistem discret care scaleaza si/sau defazeaza in mod selectiv componentele spectrale ale semnalului discret de intrare, oferind la iesire un semnal discret optim pentru scopul dorit. Scopul filtrarii este de a imbunatati calitatea semnalului (de a reduce sau inlatura zgomotul), de a extrage informatii sau de a separa doua sau mai multe semnale combinate.

Filtrarea numerica este preferata celei analogice datorita unuia sau mai multora din urmatoarele avantaje:

1. Filtrele numerice pot avea caracteristici imposibil de realizat cu filtrele analogice, (de exemplu, faza perfect liniară, în cazul filtrelor FIR).

2. Spre deosebire de filtrele analogice, performantele celor digitale nu variaza cu variabilele mediului, de exemplu, temperatura. Aceasta elimina necesitatea calibrarii periodice.

3. Raspunsul in frecventa poate fi ajustat automat prin implementarea filtrelor cu procesoare programabile, motiv pentru care se folosesc in filtrarea adaptiva, mai eficient decat cele analogice.

4. Diferite semnale de intrare pot fi filtrate de un singur filtru digital, fara modificarea structurii hard, prin multiplexare.

5. Atat datele filtrate cat si cele nefiltrate pot fi stocate pentru o prelucrare ulterioara.

6. Folosind avantajele tehnologiei VLSI, aceste filtre pot fi realizate la dimensiuni mici, putere mica, pret scazut.

7. In practica, precizia unui filtru analogic este limitata, atenuarea in banda de oprire pentru filtrele active fiind in jur de 60-70 dB, la filtrele digitale, aceasta este limitata numai de lungimea cuvantului folosit, ajungandu-se in mod curent la 80-100 dB.

8. Performanţele filtrelor digitale sunt repetabile de la procesor la procesor, fara necesitatea reglajelor.

9. Filtrele digitale pot fi folosite la frecvente foarte scazute, unde cele analogice nu sunt utilizabile, acoperind un larg domeniu de frecvente prin simpla schimbare a frecventei de esantionare.

Dezavantajele importante ale filtrarii digitale fata de cea analogica sunt:

1. Limitarea vitezei. Latimea de banda a semnalelor pe care le poate prelucra un filtru digital in timp real este mult mai mica in comparatie cu cele analogice. In functionarea in timp real, conversia analog/digitala (A/D) si digital/analogica (D/A) introduce restrictii de viteza. Timpul de conversie al CAD si CDA limiteaza frecventa maxima care poate fi procesata. In plus, viteza operatiei depinde de viteza procesorului digital si de numarul de operatii pe care trebuie sa le execute.

2. Efectele lungimii finite in reprezentarea numerelor. Filtrele digitale sufera de zgomotul de cuantizare al CAD si de cel de rotunjire, apărut in timpul calculelor, care conduc la degradarea performantelor acestora.

3. Timp mare de proiectare si dezvoltare. Timpul de proiectare si implementare hard este mult mai mare in comparatie cu cel necesar filtrelor analogice. Unele programe de proiectare asistata de calculator pot insa realiza usor acest lucru.