デジタルアンチエイリアシングフィルターを使用できますか?


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ADCの入力にアンチエイリアシングフィルターがないボードで作業しています。RC +オペアンプ回路を使用して独自のフィルターを実装するオプションがあります。しかし、ADCでサンプリングしてデジタルドメインで処理した後、アンチエイリアシングフィルターを実装することもできますか?デジタルアンチエイリアシングフィルターですか?

回答:


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Mattの答えをサポートし、さらにいくつかの詳細を提供するためだけに:

最近のほとんどのADCは、デジタルドメインでハードアンチエイリアス処理のほとんどを実行します。理由は、デジタルフィルターは、はるかに低いコストで副産物が少なくなる傾向があるためです。実際のチェーンは次のとおりです。

  • アナログ入力。
  • アナログアンチエイリアシングフィルター。
  • オーバーサンプリング(例:8x)。
  • デジタルアンチエイリアシングフィルター。
  • 間引き(1倍に削減)。
  • デジタル出力。

さらに説明すると、次のことを考慮してください。

  • 音声は44100Hzでサンプリングされます。
  • これにより、22050 Hzのナイキスト周波数が得られます。
  • 24100 Hzを超える周波数は、可聴域(20kHz未満)にエイリアスします。
  • 20000Hzから24100は、オクターブの約1/4です。
  • 急勾配の80dB / 8veフィルターを使用しても、エイリアシング周波数は20dBしか減少しません。

しかし、8倍のオーバーサンプリングでは:

  • オーディオは352.8kHz(44.1kHz x 8)でサンプリングされます。
  • ナイキストは176.4 kHzです。
  • 332.8kHz以上の周波数のみが可聴範囲に反映されます。
  • それは約4オクターブです。
  • したがって、24dB / 8veアナログフィルターを適用して、エイリアシング周波数を96dB減らすことができます。
  • 次に、オーバーサンプリングします。
  • 次に、20kHzと24.1kHzの間に線形位相デジタルフィルターを適用します。

次の書籍は、物事のこれらの並べ替えのための優れた、明確なリソースです。


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あなたが言うことは確かにオーディオアプリケーション(すぐに使用できる統合コーデックチップがADC / DACに取って代わった)にも当てはまります-しかし、取得がバニラSAR ADCによって(スタンドアロンとして)まだ行われている多くの工学分野がありますチップまたはマイクロコントローラーに組み込まれています)-そしてこれらを使用すると、ハードワークを行う必要があります!
ピシェネット2013年

それは素晴らしいコメントです。それでも答えはまだあると思います。もし余裕があれば、デジタルアンチエイリアシングフィルターは多くの利点をもたらします。
Izhaki 2013年

知りたいのは、これがアナログフィルターのジオメトリと重みを小さくする方法ですか?
gpuguy 2013年

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私が質問を正しく理解していれば、はい-デジタルフィルターを使用すると、(特に品質を考慮する場合)アナログフィッターがはるかに単純になります。
Izhaki 2013年

オーバーサンプリングワークフローの最後から2番目のステップで「間引く」という意味ですか?
Nick T 14

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いいえ、これは意味がありません。ADCのサンプルレートが1kHzだとします。100 Hzの正弦波と900 Hzの正弦波は、ADCに入力されると、まったく同じデジタルサンプルのシーケンスを生成しますが、前者は通過させ、後者は減衰させます。同じ入力が供給されたときにデジタルフィルターが異なる出力を生成することをどのように期待しますか?

機能する可能性のある唯一のことは、ADCが許す限り速く入力信号をサンプリングし、それをデジタルドメインでターゲットのサンプルレートにダウンサンプリングすることです。ただし、CPUサイクルを無駄にしない限り、アナログを使用する方がよい上流のフィルター。


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「100 Hzの正弦波と900 Hzの正弦波では、まったく同じデジタルサンプルシーケンスが生成されます。」これは一般的には真実ではありません(私はあなたの意味を理解していますが)。
niaren 2013年

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さて、これはそれらのフェーズが機能するために特定の条件を必要としますが、これはポイントではありません!重要なのは、デジタルサンプルが100 Hzの正弦波に由来するように見える可能性がある一方で、900 Hzの正弦波によってまったく同じデータシーケンスが生成されている可能性があることです。
ピシェネット2013年

その条件が何であるかを正確に知ることができますか?
niaren 2013年

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2つの間に位相差があります。π
ピシェネット2013年

回答に誤りがあります。100Hzと900Hzのサンプル出力は同じではありません。実際、同じサンプルを提供する[100 +/- k * 1000]。したがって、-900、1100、2100などは100Hzに対応するエイリアス周波数です。実際には、900Hzは100Hzサイズの波の負になります。

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pichenettesの答えには同意しますが、簡単で安価な低次アナログアンチエイリアシングフィルターを使用し、デジタルドメインで残りのアンチエイリアシングフィルタリングを行うことはかなり一般的な慣行であることを付け加えたいと思います。もちろん、これは最大サンプリングレートで処理するのではなく、デジタルアンチエイリアシングフィルターの後でダウンサンプリングすることを意味します。要約:

  1. もちろん、アナログアンチエイリアシングフィルターが必要です。

  2. 信号をダウンサンプリングできる場合、アナログフィルターは非常にシンプルに保つことができます。この場合、デジタルドメインで(ダウンサンプリングの前に)エイリアスをさらに削除できます。

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