defazează în mod selectiv componentele spectrale ale semnalului
discret de intrare, oferind la ieşire un semnal discret optim pentru scopul
dorit. Scopul filtrării este de a îmbunătăţi calitatea semnalului (de a
reduce sau înlătura zgomotul), de a extrage informaţii sau de a separa
două sau mai multe semnale combinate.
Filtrarea numerică este preferată celei analogice datorită unuia sau
mai multora din următoarele avantaje:
1. Filtrele numerice pot avea caracteristici imposibil de realizat cu
filtrele analogice, (de exemplu, fază perfect liniară, în cazul
filtrelor FIR).
2. Spre deosebire de filtrele analogice, performanţele celor digitale
nu variază cu variabilele mediului, de exemplu, temperatura.
Aceasta elimină necesitatea calibrării periodice.
3. Răspunsul în frecvenţă poate fi ajustat automat prin
implementarea filtrelor cu procesoare programabile, motiv pentru
care se folosesc în filtrarea adaptivă, mai eficient decât cele
analogice.
4. Diferite semnale de intrare pot fi filtrate de un singur filtru digital,
fără modificarea structurii hard, prin multiplexare.
5. Atât datele filtrate cât şi cele nefiltrate pot fi stocate pentru o
prelucrare ulterioară.
6. Folosind avantajele tehnologiei VLSI, aceste filtre pot fi realizate
la dimensiuni mici, putere mică, preţ scăzut.
7. În practică, precizia unui filtru analogic este limitată, atenuarea în
banda de oprire pentru filtrele active fiind în jur de 60 ÷ 70 dB, la
filtrele digitale, aceasta este limitată numai de lungimea
cuvântului folosit, ajungându-se în mod curent la 80-100 dB.
54
8. Performanţele filtrelor digitale sunt repetabile de la procesor la
procesor, fără necesitatea reglajelor.
9. Filtrele digitale pot fi folosite la frecvenţe foarte scăzute, unde
cele analogice nu sunt utilizabile, acoperind un larg domeniu de
frecvenţe prin simpla schimbare a frecvenţei de eşantionare.
Dezavantajele importante ale filtrării digitale faţă de cea analogică
sunt:
1. Limitarea vitezei. Lăţimea de bandă a semnalelor pe care le poate
prelucra un filtru digital în timp real este mult mai mică în
comparaţie cu cele analogice. În funcţionarea în timp real,
conversia analog/digitală (A/D) şi digital/analogicã (D/A)
introduce restricţii de viteză. Timpul de conversie al CAD şi CDA
limitează frecvenţa maximă care poate fi procesată. În plus, viteza
operaţiei depinde de viteza procesorului digital şi de numărul de
operaţii pe care trebuie să le execute.
2. Efectele lungimii finite în reprezentarea numerelor. Filtrele
digitale suferă de zgomotul de cuantizare al CAD şi de cel de
rotunjire, apărut în timpul calculelor, care conduc la degradarea
performanţelor acestora.
3. Timp mare de proiectare şi dezvoltare. Timpul de proiectare şi
implementare hard este mult mai mare în comparaţie cu cel
necesar filtrelor analogice. Unele programe de proiectare asistată
de calculator pot însă realiza uşor acest lucru.
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
