فیلترهای آنالوگ و دیجیتال

فیلترهای آنالوگ و دیجیتال هر دو نویز یا اجزای سیگنال ناخواسته را حذف می کنند. اما فیلترها در حوزه آنالوگ و دیجیتال متفاوت عمل می کنند. فیلترهای آنالوگ هر چیزی را که بالاتر یا پایین تر از فرکانس قطع انتخاب شده است حذف می کنند، در حالی که فیلترهای دیجیتال را می توان با دقت بیشتری برنامه ریزی کرد.

در این سری از مقالات برنا پایش به شکل کامل فیلترهای آنالوگ و دیجیتال، اجزای فیلترها، فیلتر های پایین گذر و بالاگذر و… را بررسی خواهیم کرد، همراه ما باشید.

فیلتر های پایین گذر و بالاگذر

فیلترهای آنالوگ که سیگنال‌های بالاتر از فرکانس معین را حذف می‌کنند، فیلترهای پایین گذر نامیده می‌شوند. زیرا به سیگنال‌های فرکانس پایین اجازه عبور از فیلتر را می‌دهند و در عین حال همه چیز بالای فرکانس قطع را مسدود می‌کنند. فیلتر آنالوگ که تمام سیگنال‌های زیر فرکانس مشخص را حذف می‌کند، فیلتر بالا گذر است؛ زیرا اجازه می‌دهد هر چیزی بالاتر از فرکانس قطع باشد.

اجزای تشکیل دهنده فیلترها

یکی از تفاوت های فیلترهای آنالوگ و دیجیتال اجزای سازنده این فیلترها هستند. فیلترهای آنالوگ مدارهایی هستند که از اجزای آنالوگ مانند مقاومت ها، خازن ها، سلف ها و آپ امپ ها ساخته شده اند.

فیلترهای دیجیتال اغلب در تراشه ای تعبیه می شوند، که بر روی سیگنال های دیجیتالی مانند MCU ،SoC، پردازنده یا DSP کار می کند. فیلترهای آنالوگ نسبتاً ساده هستند اما اگر بخواهید رول آف دقیق تری داشته باشید، پیچیدگی آنها افزایش می یابد.

یعنی ساختن نتیجه فیلتر شده با دقت بیشتر به صورت “گام مانند” در زمان رول کردن به اجزای متوالی بیشتری نیاز دارد. فیلترهای دیجیتال می توانند در فیلتر کردن دقیق تر باشند، اما سیگنال باید دیجیتال باشد.

قرار دادن یک فیلتر دیجیتال در یک زنجیره سیگنال آنالوگ نیاز به تبدیل سیگنال آنالوگ به سیگنال دیجیتال قبل از اعمال فیلتر دیجیتال دارد. و با هر تبدیلی، یکپارچگی سیگنال دارای معاوضه هایی است.

فیلترهای دیجیتال با نمونه برداری بیش از حد و میانگین گیری کار می کنند و قابل برنامه ریزی هستند. اما عاقلانه است که قبل از تبدیل سیگنال از یک فیلتر آنالوگ استفاده کنید. تا تمام فرکانس‌های ناخواسته بالاتر یا پایین‌تر جایی که انتظار می‌رود سیگنال مورد نظر منطقی عمل کند، ابتدا حذف شوند.

فرآیند تبدیل

فرآیند تبدیل و انتخاب مبدل سیگنال آنالوگ به دیجیتال (ADC) به خودی خود یک فرآیند دقیق است که شامل انتخاب نرخ نمونه‌گیری می‌شود که از نام مستعار در طول تبدیل جلوگیری می‌کند. این به این دلیل است که یک سیگنال نام مستعار برای فیلتر دیجیتال غیرقابل تشخیص است. بنابراین بخش های نام مستعار سیگنال به بخشی دائمی از سیگنال دیجیتال تبدیل می شوند.

بنابراین، انتخاب یک ADC به خودی خود وظیفه ای است که نیازمند توجه دقیق به نرخ ها و فرکانس های نمونه برداری Nyquist است. بنابراین، اگرچه فیلترهای دیجیتال دقیق تر و قابل برنامه ریزی هستند. دریافت سیگنال آنالوگ دنیای واقعی به یک نمایش دیجیتال دقیق نیمی از کار است. و به دانش خاصی از سیگنال دنیای واقعی مورد انتظار نیاز دارد تا بتوان مشخصاتی را برای تبدیل تعریف کرد. با این حال، میانبرهایی برای دامنه دیجیتال وجود دارد.

به عنوان مثال، اگر دما را اندازه گیری می کنید، ممکن است انتخاب یک سنسور دما دیجیتالی که تبدیل را برای شما انجام می دهد، آسان تر باشد. بنابراین جای تعجب نیست که اکثر سنسورهای دما در حال حاضر دیجیتالی به نظر می رسند. بنابراین آماده استفاده با MCU، DSP، SoC، پردازنده یا دستگاه دیگری هستند که در حوزه دیجیتال کار می کند.

در نهایت

در هنگام خرید دیتالاگر، که میتواند شامل هر دیتالاگری چه دیتالاگر دما و چه دیتالاگر ولتاژ و جریان بایستی به اجرای فیلترهای آنالوگ و دیجیتال در این دستگاه ها دقت کافی را داشته باشیم. شرکت مد نظر در صورت استفاده از فیلترهای آنالوگ و دیجیتال در دیتالاگر های خود در اصل دیتالاگر سالم تر و بدون هیچ سیگنال ناخواسته و یا نویز را به شما تحویل می دهد.

اما کدام یک از شرکت ها در دیتالاگر دما و رطوبت خود و با دیتالاگر جنرال خود از فیلترهای آنالوگ و دیجیتال استفاده نموده اند؟ شرکت برنا پایش از مراکز تولید دیتالاگری است که در تمامی دیتالاگرهای تولیدی خود از این فیلترها استفاده کرده است و با اطمینان کامل دستگاه های خواسته شده برای مشتریان را به آنها تحویل می دهد. برنا پایش برای تمامی محصولات خود خدمات پس از فروش هم دارد که در نمونه های خارجی دیده نمی شود.

کافی است برای اطلاع بیشتر و مشاوره رایگان با شماره 02191030516 و داخلی 1 را تماس حاصل نمایید و از صفحه محصولات برنا پایش دیدن کنید.