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电能质量在线检测仪有哪些测量功能?

2023-08-23 14:31:35
TAG: 质量
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okok云

KYWK-9000 电能质量监测系统,是一套采用DSP 技术及WinXP 操作系统的高速实时谐波分析及故障录波测试系统,该系统具有远程配置、调用数据等通讯功能。

系统可以测试最多达30 个电压电流通道,每个通道的采样率为256 点/每周波。

其实现基本原理:首先,电压电流通过高精度传感器变换成电压信号,经过抗混叠滤波器滤波,通过DSP 及FPGA 进行高速实时数据采集,通过USB2.0 数据总线与工业控制卡进行数据交换,实时分析结果通过以太口上传给中心站。

主要功能

设置功能

l存储时间间隔可设定3S的倍数;

l分析周波数可设置1-16个周波;

l电能质量各指标的触发阀值可任意设定;

l可设置波形记录的前后点数;

l统计时间间隔可任意设置。

监测分析功能

系统可监测分析以下参数:

l电网频率

l电压、电流有效值

l电压、电流2-50 次谐波的幅值、相位、畸变率

l电压偏差

l三相不平衡度

l电压、电流的负序分量

l电压闪变与变动

l电压骤升、电压骤降

记录事件数据

系统在以下情形将根据设定值记录事件数据:

l超标录波记录波形数据文件;

l超过电压骤升,骤降限值记录浪踊数据文件;

l记录日志文件,方便查看监测站状态。

负载测试功能

l电网单相有功、无功、视在功率及功率因数;

l电网有功、无功、视在功率及功率因数。

数据管理功能

l对所记录的波形数据进行存储;

l电能质量各参数的存储、回放;

l以上数据格式具备与OFFICE 组件的兼容性,可以被其所调用。

图形与报表输出

l电能质量各参数的变化趋势图形输出;

l电压、电流有效值的时序曲线;

l各种分析及统计结果报表输出。

cloud123

电力系统存在着大量非线性、冲击性和波动性负荷,比如大功率的变频设备及拖动装置、电气化铁路、电化工业的整流设备、感应加热炉,电弧炉等,这些负荷造成了电网发生波形畸变(谐波)、电压波动、闪变、三相不平衡、非对称性,使得电网电能质量的严重降低。同时,基于计算机,微处理器控制的精密电子仪器在国民经济企业中大量使用,对供电质量的敏感程度越来越高,对电能质量提出了更高的要求,从而使电能质量问题及其解决措施逐渐成为研究的热点。

要对电网的电能质量进行改善,首先要对电能质量做出精确的检测和分析,测量电网的电能质量水平,并分析和判断造成各种电能质量问题的原因,为电能质量的改善提供依据。

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什么是抗混叠滤波器?

抗混叠滤波器是一个低通滤波器,用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度。基本原理工程测量中采样频率不可能无限高也不需要无限高,因为一般只关心一定频率范围内的信号成分。为解决频率混叠,在对模拟信号进行离散化采集前,采用低通滤波器滤除高于1/2采样频率的频率成分。在进行动态信号测试中测量仪器必须具有抗混滤波功能,例如:在大型桥梁、高楼、机械设备等动态振动测试及模态分析中,信号所包含的频率成分理论上是无穷的。扩展资料:主要作用“波”是一个非常广泛的物理概念,在电子技术领域,“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用,被转换为电压或电流的时间函数,称之为各种物理量的时间波形。信息需要传播,靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变,有时,甚至是在相当多的情况下,这种畸变还很严重,以致于信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。参考资料来源:百度百科—抗混叠滤波器
2023-08-15 23:58:401

抗混叠滤波器设计的背景和意

抗混叠滤波器(anti-alias filter)是一个低通滤波器,用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度。抗混叠滤波器(anti-alias filter)是一个低通滤波器,用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度。抗混叠滤波器(anti-alias filter)是一个低通滤波器,用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度。
2023-08-15 23:59:041

抗混叠滤波器的详细介绍

工程测量中采样频率不可能无限高也不需要无限高,因为一般只关心一定频率范围内的信号成份。为解决频率混叠,在对模拟信号进行离散化采集前,采用低通滤波器滤除高于1/2采样频率的频率成份。实际仪器设计中,这个低通滤波器的截止频率(fc)为:截止频率(fc)=采样频率(fs)/2.56在进行动态信号测试中测量仪器必须具有抗混滤波功能,例如:在大型桥梁、高楼、机械设备等动态振动测试及模态分析中,信号所包含的频率成份理论上是无穷的。例如:桥梁的模态理论上有无限多个,但我们只关心对振动贡献最大的前几阶模态。如果不对振动的模拟信号进行低通抗混滤波,高阶模态频率很可能会混叠到低频段,形成虚假的模态频率,给模态参数识别带来困难。抗混滤波器一般指低通滤波器,但滤波器有低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器、高阻滤波器。滤波器的主要性能指标以低通滤波器为例,理想的低通滤波器为矩形,但实际中是不可能实现的。衡量低通滤波器性能的指标主要包括以下几方面:带内波纹度:通带的幅值精度指标,例如:带内波纹度为±0.1dB时,对幅值精度的影响约为±1%(这正是为什么一般的数采器幅值精度可以做到千分之几,一般的数采器用很高的采样频率进行采集,不加低通滤波器)。阻带下降斜率:滤波器在截至频率开始下降,下降斜率越大越好。一般采用每个倍频程的下降分贝数衡量,例如:满足工程测量需要的阻带下降斜率约为-80dB/oct。滤波器落差:带通到带阻差值的分贝数dB。值得一提的是:随着DSP信号处理芯片的出现,现代测试仪器中已采用模拟滤波加数字滤波,使滤波器性能指标突飞猛进。例如:带内波纹度可达±0.05dB,阻带下降斜率可达到约-200dB/oct,大大好于纯模拟滤波器。
2023-08-15 23:59:341

抗混叠滤波器是怎么个原理?

抗混叠滤波器就是普通的低通滤波器,只是应用目标是用来抗(取样后信号频谱)混叠。
2023-08-15 23:59:591

关于AD7606的一些问题

要是指望用AD7606来滤掉所有的干扰是不现实的,就算31次谐波,频率也不过是1600。我们倒是没用内置的抗混叠滤波器,就是设计好前端采集,直接进AD7606。另外,你的FFT一周期的采样点是多少,它多多少少也能做到一定的滤波成分。
2023-08-16 00:00:152

数字采样电路的防混叠滤波器主要其何作用?如何设置截止频率?

信号经过时域采样后,在频域呈现周期延拓特性,如果输入的信号不是带限信号或没有一个最高频率fh的话(白噪声就是一个频率可至无穷的信号),无法找到高于2fh的采样频率,用有限的采样率对信号进行采样,频谱周期延拓过程中必然产生混叠。因此抗混叠滤波器的目的就是使输入信号成为一个带限信号,以便能选择fs。截止频率的设置,若A/D器件已经选好了,且其采样率fs一定,则截止频率要设置到fs/2以下(当然这说的低通采样)。若器件没选,截止频率的选择要保证信号的主要频率分量包含在内。
2023-08-16 00:00:262

实际应用中,为什么要在采样前加抗混叠滤波器?

滤去高频信号(噪声),获取我们所需要的有用信号。
2023-08-16 00:00:362

在做降采样处理时,是先滤波,还是先降采样,二者有区别吗?

看到这个题目,特意仔细去了解了一下,我来说说我的看法吧。一般常用过程在数字信号处理中,一般的过程是通过一个低通滤波器,然后通过样本。是第一关滤波器高频信号滤波的作用,使下一个采样过程在频谱分布中不产生混叠,混叠将产生高频信号到低频带。该滤波器被称为抗混叠滤波器,虽然该滤波器可以滤除高频部分并扭曲信号,但其效果与混叠相比是可以接受的。可不可以先经过下采样再经过滤波器呢?其实,如果这样做的话吧,数据量会大大减少,下面的滤波器的计算会节省很多,可以减少功耗。在ADC的数字前端电路中,CIC滤波器是一种较为常见的降采样滤波器,它是用于应用崇高的等效变换。此外,在反混叠滤波器的多相分解后,下采样器可以移到每个相滤波器的前面,从而节省了大量的计算量。让我们以多相子采样器为例来计算可以节省多少计算量。先滤波后采样的原因首先必须先进行滤波,然后采样,以满足耐奎斯特采样定理。再取样也是一个抽样过程,但很难满足抽样定理。在频域分析中,频域内的循环延拓采样,不同周期重叠的频谱,为了防止混叠,只能用低通滤波器在某些高频分量的代价下,实现无混叠采样。结语所以,在等价的情况下,先下采样再滤波,可以减少运算量,降低功耗。
2023-08-16 00:00:442

什么是防混叠滤波器

实际信号通常为非带限信号,其中混有高频噪声,此时无论采样频率选取多高,频率折叠不可避免。因此,应首先估计一下信号的带宽w,使信号的90%以上的能量集中在此带宽w内,采样频率也要适当加大。从硬件方面入手的话,在模数转换器前引入带宽为w的模拟低通滤波器,称为预采样滤波器或称抗混滤波器,将大雨折叠频率的高频分量滤掉,以避免频率折叠。
2023-08-16 00:02:171

采样频率的混叠

如果不能满足上述采样条件,采样后信号的频率就会重叠 ,即高于采样频率一半的频率成分将被重建成低于采样频率一半的信号。这种频谱的重叠导致的失真称为混叠,而重建出来的信号称为原信号的混叠替身,因为这两个信号有同样的样本值。一个频率正好是采样频率一半的弦波信号,通常会混叠成另一相同频率的波弦信号,但它的相位和幅度改变了。以下两种措施可避免混叠的发生:1)提高采样频率,使之达到最高信号频率的两倍以上;2)引入低通滤波器或提高低通滤波器的参数;该低通滤波器通常称为抗混叠滤波器抗混叠滤波器可限制信号的带宽,使之满足采样定理的条件。从理论上来说,这是可行的,但是在实际情况中是不可能做到的。因为滤波器不可能完全滤除奈奎斯特频率之上的信号,所以,采样定理要求的带宽之外总有一些“小的”能量。不过抗混叠滤波器可使这些能量足够小,以致于可忽略不计。
2023-08-16 00:02:541

抗混叠滤波器的类型

巴特沃斯响应(最平坦响应)巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。该响应非常平坦,非常接近DC信号,然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB,最终逼近-20ndB/decade的衰减率,其中n为滤波器的阶数。巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用,其对于维护增益的平坦性来说非常重要。贝塞尔响应除了会改变依赖于频率的输入信号的幅度外,滤波器还会为其引入了一个延迟。延迟使得基于频率的相移产生非正弦信号失真。就像巴特沃斯响应利用通带最大化了幅度的平坦度一样,贝塞尔响应最小化了通带的相位非线性。切贝雪夫响应在一些应用当中,最为重要的因素是滤波器截断不必要信号的速度。如果你可以接受通带具有一些纹波,就可以得到比巴特沃斯滤波器更快速的衰减。附录A包含了设计多达8阶的具巴特沃斯、贝塞尔和切贝雪夫响应滤波器所需参数的表格。其中两个表格用于切贝雪夫响应∶一个用于0.1dB最大通带纹波;另一个用于1dB最大通带纹波。
2023-08-16 00:03:241

抗混叠低通滤波器与窗函数有什么区别

频谱泄露 会造成 频谱的混叠失真。频谱加窗尽可能减少频谱泄露,不好的窗函数截取后仍然造成采样频谱的混叠。频谱加窗--抗混叠滤波--采样?也不太懂
2023-08-16 00:04:072

什么是抗混叠滤波器?

在设计数据采集系统时,一项重要的任务是选择A,D转换器的采样频率,如果没有适当的滤波处理.这些信号会严重影响数据转换系统的性能指标。为了避免这种现象,必须保证信号中没有更高的频率成分。因此,我们必须了解信号的最高频率,采样频率需要高于这个频率的2~1O倍。一种最原始的考虑是从数字域解决这个问题,但这显然是不可取的,因为一旦完成信号采样,有些信号混叠到所感兴趣的频段,则无法从信号中移除这些频率成分。抗混叠滤波必须在模拟域进行,即在信号采样之前。
2023-08-16 00:04:161

抗混叠滤波器的作用

滤波器,顾名思义,是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念,在电子技术领域,“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用,被转换为电压或电流的时间函数,称之为各种物理量的时间波形,或者称之为信号。因为自变量时间‘是连续取值的,所以称之为连续时间信号,又习惯地称之为模拟信号(Analog Signal)。随着数字式电子计算机(一般简称计算机)技术的产生和飞速发展,为了便于计算机对信号进行处理,产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说,可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息,波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化,自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播,靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变,有时,甚至是在相当多的情况下,这种畸变还很严重,以致于信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。滤波,本质上是从被噪声畸变和污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的过程。
2023-08-16 00:04:281

在运用FFT进行谐波分析时,为什么要进行抗混叠低通滤波 来去除高频分量,其原因和意义是什么?

应该是采样前就要作放混叠滤波。这是因为依据采样定理,信号最高频率必须小于采样频率的1/2,否则,不能还原信号,在FFT中,体现为频谱混叠。采样频率确定后,若不能确保信号的最高频率小于采样频率的1/2,就必须通过低通滤波器限制输入信号的频率。
2023-08-16 00:04:511

抗混滤波器的作用是什么

作用是:滤除高于0.5倍采样频率的无用的高频分量,以减少频谱混叠; 它采用何种滤波器:模拟低通滤波器 理论截止频率=0.5倍采样频率
2023-08-16 00:05:001

求``简述数字滤波技术

数字滤波器具有比模拟滤波器更高的精度,甚至能够实现后者在理论上也无法达到的性能。例如,对于数字滤波器来说很容易就能够做到一个 1000Hz 的低通滤波器允许 999Hz 信号通过并且完全阻止 1001Hz 的信号,模拟滤波器无法区分如此接近的信号。数字滤波器相比模拟滤波器有更高的信噪比。这主要是因为数字滤波器是以数字器件执行运算,从而避免了模拟电路中噪声(如电阻热噪声)的影响。数字滤波器中主要的噪声源是在数字系统之前的模拟电路引入的电路噪声以及在数字系统输入端的模数转换过程中产生的量化噪声。这些噪声在数字系统的运算中可能会被放大,因此在设计数字滤波器时需要采用合适的结构,以降低输入噪声对系统性能的影响。数字滤波器还具有模拟滤波器不能比拟的可靠性。组成模拟滤波器的电子元件的电路特性会随着时间、温度、电压的变化而漂移,而数字电路就没有这种问题。只要在数字电路的工作环境下,数字滤波器就能够稳定可靠的工作。由于奈奎斯特采样定理(en:Nyquist sampling theorem),数字滤波器的处理能力受到系统采样频率的限制。如果输入信号的频率分量包含超过滤波器1/2采样频率的分量时,数字滤波器因为数字系统的“混叠”而不能正常工作。如果超出1/2采样频率的频率分量不占主要地位,通常的解决办法是在模数转换电路之前放置一个低通滤波器(即抗混叠滤波器)将超过的高频成分滤除。否则就必须用模拟滤波器实现要求的功能。
2023-08-16 00:05:401

数据采集的原理

数据采集的原理是通过模拟人的行为,使用内置的Chrome浏览器浏览网页数据。首先需要找到目标网址并输入,然后根据网页特性和采集需求设计采集流程。八爪鱼根据流程全自动采集数据,包括点击链接进入详情页、点击翻页按钮查看更多数据等操作。八爪鱼采集器是一款功能全面、操作简单、适用范围广泛的互联网数据采集器。如果您需要采集数据,八爪鱼采集器可以为您提供智能识别和灵活的自定义采集规则设置,帮助您快速获取所需的数据。了解更多八爪鱼采集器的功能与合作案例,请前往官网了解更多详情
2023-08-16 00:05:512

前置滤波器和后置滤波器的作用

前置滤波器也称抗混叠滤波器,其作用是: (1)将有用的信号与噪声分离,提高信号的抗干扰性及信噪比;提高电源的品质、电路的线性、减少各种杂波和非线性失真干扰和谐波干扰等均使用滤波器。 (2)滤掉不感兴趣的频率成分,提高分析精度。 (3)从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。
2023-08-16 00:06:071

何谓频率混叠现象?如何消除

我知道在测量现场存在的高频干扰,比如说电源信号、无线信号等引入高频干扰输入引起的混叠现象是高频混叠现象,解决方法是在对信号进行模数转换前做抗混叠处理,致远电子在线式电能质量分析仪E8000系列,每个通道都配备单独的抗混叠滤波器,在正常量程范围内截止频率是14KHz,在满量程范围内截止频率是22KHz,符合电能质量输入信号范围,在硬件上保证了测量计算的准确性。
2023-08-16 00:06:151

软件无线电为什么要引入带通采样定理

为了防止频谱混叠。带通采样定理适用的前提条件是:只允许一个频带出现带通信号,其余频段不能出现任何信号,否则势必造成频谱混叠。可以采用前端加跟踪滤波器的方式解决,即在采样前加入中心频率为 的带通滤波器,滤出有用的信号,再进行带通采样。因该滤波器功能是为了避免频谱混叠,所以也称其为抗混叠滤波器,
2023-08-16 00:06:311

采样频率过低会带来什么误差

采样频率过低时,频谱混叠可能造成的闪变测量误差。当电压信号中含有谐波时如何确定采样频率的问题,指出了当采样频率过低时频谱混叠可能造成的闪变测量误差。当混叠发生时,采样信号中将会出现虚假的频率成分,这些成分有可能叠加到基波之上,造成基波的幅值发生改变,使得波动分量的提取出现误差,给闪变的测量带来误差。以下两种措施可避免混叠的发生:1、提高采样频率,使之达到最高信号频率的两倍以上。2、引入低通滤波器或提高低通滤波器的参数;该低通滤波器通常称为抗混叠滤波器。抗混叠滤波器可限制信号的带宽,使之满足采样定理的条件。从理论上来说,这是可行的,但是在实际情况中是不可能做到的。因为滤波器不可能完全滤除奈奎斯特频率之上的信号,所以,采样定理要求的带宽之外总有一些“小的”能量。不过抗混叠滤波器可使这些能量足够小,以致于可忽略不计。以上内容参考:百度百科—采样频率
2023-08-16 00:06:391

在A/D转换之前为什么要加一个低通滤波器

1.滤除高频干扰2.控制截止频率,以满足采样定理的要求,也称抗混叠滤波器
2023-08-16 00:06:551

功率分析仪中,滤波器可以滤除干扰,对有用信号影响多大?

会有一定的插入损耗,信号会减少部分
2023-08-16 00:07:092

已解决:数字滤波器可以代替模拟抗混叠滤波器吗

工程测量中采样频率不可能无限高也不需要无限高,因为一般只关心一定频率范围内的信号成份。为解决频率混叠,在对模拟信号进行离散化采集前,采用低通滤波器滤除高于1/..
2023-08-16 00:08:101

数字平均滤波器

数字滤波器(digital filter)是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理,以达到改变信号频谱的目的。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展,数字滤波器已可用计算机软件实现,也可用大规模集成数字硬件实时实现。数字滤波器是一个离 散时间系统(按预定的算法,将输入离散时间信号转换为所要求的输出离散时间信号的特定功能装置)。应用数字滤波器处理模拟信号时,首先须对输入模拟信号进行限带、抽样和模数转换。数字滤波器输入信号的抽样率应大于被处理信号带宽的两倍,其频率响应具有以抽样频率为间隔的周期重复特性,且以折叠频率即1/2抽样频率点呈镜像对称。为得到模拟信号,数字滤波器处理的输出数字信号须经数模转换、平滑。数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器.
2023-08-16 00:08:202

老师教我们做一个滤波器的设计

额,这个要看你用什么软件来做了。仿真的话,你用MATLAB吧~这个里面有很多现成的函数可以调用。建议你先看看关于MATLAB的书,上面有很多的实例的。
2023-08-16 00:08:351

采样频率的减采样

当一个信号被减采样 时,必须满足采样定理以避免混叠。为了满足采样定理的要求,信号在进行减采样操作前,必须通过一个具有适当截止频率的低通滤波器。这个用于避免混叠的低通滤波器,称为抗混叠滤波器。
2023-08-16 00:08:431

连续时间微分系统的滤波器特性

连续时间微分系统的滤波器特性是能够直接处理模拟信号。不需要经过A/D,D/A转换、采样和保持以及抗混叠滤波器。连续时间滤波器的频率能够达到几百MHz,因而广泛地用于高频应用中。对于高性能的连续时间滤波器,主要类型有三种:有源RC滤波器,MOSFET-C滤波器,跨导电容(Gm-C)滤波器。都用MOS或BiCMOS技术以及双极型晶体管来实现。
2023-08-16 00:09:031

采样频率为44·1KHz,量化位数是16位的双声道秒声音,在不压缩情况下数据量约为多少

存储容量=量化数×采样频率×声道数×时间/8(Byte)。采样频率越高,即采样的间隔时间越短,则在单位时间内计算机得到的样本数据就越多,对信号波形的表示也越精确。采样频率与原始信号频率之间有一定的关系,根据奈奎斯特理论,只有采样频率高于原始信号最高频率的两倍时,才能把数字信号表示的信号还原成为原来信号。扩展资料:采样频率必须大于被采样信号带宽的两倍,另外一种等同的说法是奈奎斯特定律必须大于被采样信号的带宽。如果信号的带宽是100Hz,那么为了避免混叠现象采样频率必须大于200Hz。抗混叠滤波器可限制信号的带宽,使之满足采样定理的条件。从理论上来说,这是可行的,但是在实际情况中是不可能做到的。因为滤波器不可能完全滤除奈奎斯特频率之上的信号,所以,采样定理要求的带宽之外总有一些“小的”能量。不过抗混叠滤波器可使这些能量足够小,以致于可忽略不计。参考资料来源:百度百科-采样频率
2023-08-16 00:09:191

采样频率是怎么计算出来的?

采样频率可以这样理解,单位时间内的采样点数目,比如采样频率为44.1KHz,则1s内采样点有44.1*10^3个,每个采样周期(通常情况下采样周期是一致的)t=1/44.1*10^3
2023-08-16 00:09:582

低通滤镜的概述

An anti-aliasing filter is a filter used before a signal sampler, to restrict the bandwidth of a signal to approximately satisfy the sampling theorem. Since the theorem states that unambiguous interpretation of the signal from its samples is possible when the power of frequencies above the Nyquist frequency is zero, a real anti-aliasing filter can generally not completely satisfy the theorem. A realizable anti-aliasing filter will typically permit some aliasing to occur; the amount of aliasing that does occur depends on how good the filter is and what the frequency content of the input signal is. Anti-aliasing filters are commonly used at the input of digital signal processing systems, for example in sound digitization systems; similar filters are used as reconstruction filters at the output of such systems, for example in music players. In the later case, the filter is to prevent aliasing in the conversion of samples back to a continuous signal, where again perfect stop-band rejection would be required to guarantee zero aliasing.The theoretical impossibility of realizing perfect filters is not much of an impediment in practice, though practical considerations do lead to system design choices such as oversampling to make it easier to realize good enough anti-aliasing filters.英文翻译:抗混叠滤波器是一个筛选器之前信号采样器,用于限制信号近似地满足采样定理的带宽。因为定理指出从其样本信号的明确的解释是可能的当频率高于奈奎斯特频率的功率为零,真正抗混叠滤波器通常不完全满足定理。可实现的抗混叠滤波器通常会允许出现;一些别名确实发生的混叠的量取决于如何好的筛选器和输入信号的频率内容是什么。抗混叠滤波器都常用的在输入的数字信号处理系统,例如在声音的数字化系统;类似的过滤器被用作重建滤波器在这样的系统,例如在音乐播放器的输出。在以后的案例中,筛选器是防止混叠中样品的转换回一个连续信号,再一次完美的止带抑制在哪里需要保证零混叠。理论不可能实现完美的筛选器不是障碍的很多,在实践中,尽管实际的考虑做导致如过采样,使它更容易实现足够好的抗混叠滤波器的系统设计选择。
2023-08-16 00:10:181

什么是抗混叠滤波器?

为解决频率混叠,在对模拟信号进行离散化采集前,采用低通滤波器滤除高于1/2采样频率的频率成份。实际仪器设计中,这个低通滤波器的截止频率(fc) 为: 截止频率(fc)= 采样频率(fs) / 2.56 在进行动态信号测试中测量仪器必须具有抗混滤波功能,例如:在大型桥梁、高楼、机械设备等动态振动测试及模态分析中,信号所包含的频率成份理论上是无穷的。 例如:桥梁的模态理论上有无限多个,但我们只关心对振动贡献最大的前几阶模态。如果不对振动的模拟信号进行低通抗混滤波,高阶模态频率很可能会混叠到低频段,形成虚假的模态频率,给模态参数识别带来困难。 抗混叠滤波器的性能指标 抗混滤波器一般指低通滤波器,但滤波器有低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器、高阻滤波器。滤波器的主要性能指标以低通滤波器为例,理想的低通滤波器为矩形,但实际中是不可能实现的。衡量低通滤波器性能的指标主要包括以下几方面: 阻带下降斜率:滤波器在截至频率开始下降,下降斜率越大越好。一般采用每个倍频程的下降分贝数衡量,例如:满足工程测量需要的阻带下降斜率约为-80dB/oct。 滤波器落差:带通到带阻差值的分贝数dB。 值得一提的是:随着DSP信号处理芯片的出现,现代测试仪器中已采用模拟滤波加数字滤波,使滤波器性能指标突飞猛进。例如:带内波纹度可达±0.05dB,阻带下降斜率可达到约-200dB/oct,大大好于纯模拟滤波器。 抗混叠滤波器 在动态信号的数据采集过程中,为了防止高于采祥频率一半的信号产生混叠而造成的误差,抗混叠滤波器是不可少的一般情况下,抗混叠滤波器是低通滤波器,对抗混叠滤波器,其实现难点在于: ①过渡带必须很陡; ②截止频率随采样频率的改变而改变; ③对双(多)通道采集,往往要求两。 低通滤波环节 低通滤波环节用于滤除信号中的高频分量。信号采集过程中不可避免地会有高频干扰信号混杂在有用信号当中。为了使这些信号的频率满足奈奎斯特采样定理所规定的范围,除去采集的一些不确定信号对有用信号造成的干扰,并最大程度地抑制或消除混叠现象对数据采集的影响,就需要先利用这个低通滤波器对无用信号进行衰减和滤除。抗混叠滤波器除了对无用信号的衰减和滤除,还可以为ADC转换产生的瞬态能量提供缓冲。 抗混叠滤波器可以采用无源的低通滤波器,最简单的是一阶RC低通滤波器。或者采用运算放大器加RC网络组成有源滤波器。如果选用二阶低通滤波器,可以使用运算放大器加RC网络组成有源滤波器。如果选用高阶低通滤波器。可以选用低通滤波器集成电路。无源滤波器设计简单,易于掌握,但这种滤波器的实测滤波特性与理论上的预定特性差别较大,在通带内又不能取得良好的阻抗匹配,很难满足对滤波特性精度高的要求:有源滤波器是以网络综合理论为基础的分析方法,它先找出与理想滤波特性相近似的网络函数,然后根据综合方法实现该网络函数,由这种方法设计出来的滤波器实测的滤波特性与理论预定特性十分接近,适合高精度滤波器的设计要求。但是若选用有源滤波器,需要考虑很多问题。比如设计滤波器时要考虑元件参数是否会对前后电路造成影响。设计低通环节要注意滤波器的主要特性指标,如特性频率、带宽、增益与衰减、阻尼系数与品质因数等。
2023-08-16 00:10:474

什么是抗混叠滤波器?

为解决频率混叠,在对模拟信号进行离散化采集前,采用低通滤波器滤除高于1/2采样频率的频率成份。实际仪器设计中,这个低通滤波器的截止频率(fc) 为: 截止频率(fc)= 采样频率(fs) / 2.56 在进行动态信号测试中测量仪器必须具有抗混滤波功能,例如:在大型桥梁、高楼、机械设备等动态振动测试及模态分析中,信号所包含的频率成份理论上是无穷的。 例如:桥梁的模态理论上有无限多个,但我们只关心对振动贡献最大的前几阶模态。如果不对振动的模拟信号进行低通抗混滤波,高阶模态频率很可能会混叠到低频段,形成虚假的模态频率,给模态参数识别带来困难。 抗混叠滤波器的性能指标 抗混滤波器一般指低通滤波器,但滤波器有低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器、高阻滤波器。滤波器的主要性能指标以低通滤波器为例,理想的低通滤波器为矩形,但实际中是不可能实现的。衡量低通滤波器性能的指标主要包括以下几方面: 阻带下降斜率:滤波器在截至频率开始下降,下降斜率越大越好。一般采用每个倍频程的下降分贝数衡量,例如:满足工程测量需要的阻带下降斜率约为-80dB/oct。 滤波器落差:带通到带阻差值的分贝数dB。 值得一提的是:随着DSP信号处理芯片的出现,现代测试仪器中已采用模拟滤波加数字滤波,使滤波器性能指标突飞猛进。例如:带内波纹度可达±0.05dB,阻带下降斜率可达到约-200dB/oct,大大好于纯模拟滤波器。 抗混叠滤波器 在动态信号的数据采集过程中,为了防止高于采祥频率一半的信号产生混叠而造成的误差,抗混叠滤波器是不可少的一般情况下,抗混叠滤波器是低通滤波器,对抗混叠滤波器,其实现难点在于: ①过渡带必须很陡; ②截止频率随采样频率的改变而改变; ③对双(多)通道采集,往往要求两。 低通滤波环节 低通滤波环节用于滤除信号中的高频分量。信号采集过程中不可避免地会有高频干扰信号混杂在有用信号当中。为了使这些信号的频率满足奈奎斯特采样定理所规定的范围,除去采集的一些不确定信号对有用信号造成的干扰,并最大程度地抑制或消除混叠现象对数据采集的影响,就需要先利用这个低通滤波器对无用信号进行衰减和滤除。抗混叠滤波器除了对无用信号的衰减和滤除,还可以为ADC转换产生的瞬态能量提供缓冲。 抗混叠滤波器可以采用无源的低通滤波器,最简单的是一阶RC低通滤波器。或者采用运算放大器加RC网络组成有源滤波器。如果选用二阶低通滤波器,可以使用运算放大器加RC网络组成有源滤波器。如果选用高阶低通滤波器。可以选用低通滤波器集成电路。无源滤波器设计简单,易于掌握,但这种滤波器的实测滤波特性与理论上的预定特性差别较大,在通带内又不能取得良好的阻抗匹配,很难满足对滤波特性精度高的要求:有源滤波器是以网络综合理论为基础的分析方法,它先找出与理想滤波特性相近似的网络函数,然后根据综合方法实现该网络函数,由这种方法设计出来的滤波器实测的滤波特性与理论预定特性十分接近,适合高精度滤波器的设计要求。但是若选用有源滤波器,需要考虑很多问题。比如设计滤波器时要考虑元件参数是否会对前后电路造成影响。设计低通环节要注意滤波器的主要特性指标,如特性频率、带宽、增益与衰减、阻尼系数与品质因数等。
2023-08-16 00:11:144

抗混叠滤波器的详细介绍

工程测量中采样频率不可能无限高也不需要无限高,因为一般只关心一定频率范围内的信号成份。为解决频率混叠,在对模拟信号进行离散化采集前,采用低通滤波器滤除高于1/2采样频率的频率成份。实际仪器设计中,这个低通滤波器的截止频率(fc) 为:截止频率(fc)=采样频率(fs) / 2.56在进行动态信号测试中测量仪器必须具有抗混滤波功能,例如:在大型桥梁、高楼、机械设备等动态振动测试及模态分析中,信号所包含的频率成份理论上是无穷的。例如:桥梁的模态理论上有无限多个,但我们只关心对振动贡献最大的前几阶模态。如果不对振动的模拟信号进行低通抗混滤波,高阶模态频率很可能会混叠到低频段,形成虚假的模态频率,给模态参数识别带来困难。 抗混滤波器一般指低通滤波器,但滤波器有低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器、高阻滤波器。滤波器的主要性能指标以低通滤波器为例,理想的低通滤波器为矩形,但实际中是不可能实现的。衡量低通滤波器性能的指标主要包括以下几方面:带内波纹度:通带的幅值精度指标,例如:带内波纹度为±0.1dB时,对幅值精度的影响约为±1%(这正是为什么一般的数采器幅值精度可以做到千分之几,一般的数采器用很高的采样频率进行采集,不加低通滤波器)。阻带下降斜率:滤波器在截至频率开始下降,下降斜率越大越好。一般采用每个倍频程的下降分贝数衡量,例如:满足工程测量需要的阻带下降斜率约为-80dB/oct。滤波器落差:带通到带阻差值的分贝数dB。值得一提的是:随着DSP信号处理芯片的出现,现代测试仪器中已采用模拟滤波加数字滤波,使滤波器性能指标突飞猛进。例如:带内波纹度可达±0.05dB,阻带下降斜率可达到约-200dB/oct,大大好于纯模拟滤波器。
2023-08-16 00:11:411

抗混叠滤波器的定义

动态信号测试分析系统中为什么要使用抗混滤波器呢?大家都知道“奈奎斯特采样定律”, 在对模拟信号进行离散化时,采样频率f2至少应2倍于被分析的信号的最高频率f1,即: f2≥2 f1;否则可能出现因采样频率不够高,模拟信号中的高频信号折叠到低频段,出现虚假频率成分的现象(如下图所示),称之为:混叠。
2023-08-16 00:11:561

什么叫反混叠滤波?

抗混叠滤波器 anti-alias filter是一个低通滤波器,用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度。
2023-08-16 00:12:111

在数字信号处理装置中抗混滤波器的作用是什么,它采用何种滤波器,其理论截止频率如何确定?谢谢

作用是:滤除高于0.5倍采样频率的无用的高频分量,以减少频谱混叠;它采用何种滤波器:模拟低通滤波器理论截止频率=0.5倍采样频率
2023-08-16 00:12:201

前置滤波器和后置滤波器的作用

前置滤波器也称抗混叠滤波器,其作用是:(1)将有用的信号与噪声分离,提高信号的抗干扰性及信噪比;提高电源的品质、电路的线性、减少各种杂波和非线性失真干扰和谐波干扰等均使用滤波器。(2)滤掉不感兴趣的频率成分,提高分析精度。(3)从复杂频率成分中分离出单一的频率分量
2023-08-16 00:12:301

什么叫数字滤波?数字滤波的优势?

滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作。数字信号处理通常采用FFT/IFFT实现,那么其中需要滤除的频率,可以采用“滤波函数”与被处理信号相乘而达到目的。 数字滤波。它是通过一种算法排除可能的随机干扰,提高检测精度的一种手段,又称软件滤波。数字滤波器具有比模拟滤波器更高的精度,甚至能够实现后者在理论上也无法达到的性能。例如,对于数字滤波器来说很容易就能够做到一个 1000Hz 的低通滤波器允许 999Hz 信号通过并且完全阻止 1001Hz 的信号,模拟滤波器无法区分如此接近的信号。 数字滤波器相比模拟滤波器有更高的信噪比。这主要是因为数字滤波器是以数字器件执行运算,从而避免了模拟电路中噪声(如电阻热噪声)的影响。数字滤波器中主要的噪声源是在数字系统之前的模拟电路引入的电路噪声以及在数字系统输入端的模数转换过程中产生的量化噪声。这些噪声在数字系统的运算中可能会被放大,因此在设计数字滤波器时需要采用合适的结构,以降低输入噪声对系统性能的影响。 数字滤波器还具有模拟滤波器不能比拟的可靠性。组成模拟滤波器的电子元件的电路特性会随着时间、温度、电压的变化而漂移,而数字电路就没有这种问题。只要在数字电路的工作环境下,数字滤波器就能够稳定可靠的工作。 由于奈奎斯特采样定理(en:Nyquist sampling theorem),数字滤波器的处理能力受到系统采样频率的限制。如果输入信号的频率分量包含超过滤波器1/2采样频率的分量时,数字滤波器因为数字系统的“混叠”而不能正常工作。如果超出1/2采样频率的频率分量不占主要地位,通常的解决办法是在模数转换电路之前放置一个低通滤波器(即抗混叠滤波器)将超过的高频成分滤除。否则就必须用模拟滤波器实现要求的功能。
2023-08-16 00:12:402

相比模拟的RC滤波电路,数字滤波到底有什么好处

数字滤波器具有比模拟滤波器更高的精度,甚至能够实现后者在理论上也无法达到的性能。例如,对于数字滤波器来说很容易就能够做到一个 1000Hz 的低通滤波器允许 999Hz 信号通过并且完全阻止 1001Hz 的信号,模拟滤波器无法区分如此接近的信号。 数字滤波器相比模拟滤波器有更高的信噪比。这主要是因为数字滤波器是以数字器件执行运算,从而避免了模拟电路中噪声(如电阻热噪声)的影响。数字滤波器中主要的噪声源是在数字系统之前的模拟电路引入的电路噪声以及在数字系统输入端的模数转换过程中产生的量化噪声。这些噪声在数字系统的运算中可能会被放大,因此在设计数字滤波器时需要采用合适的结构,以降低输入噪声对系统性能的影响。 数字滤波器还具有模拟滤波器不能比拟的可靠性。组成模拟滤波器的电子元件的电路特性会随着时间、温度、电压的变化而漂移,而数字电路就没有这种问题。只要在数字电路的工作环境下,数字滤波器就能够稳定可靠的工作。 由于奈奎斯特采样定理(en:Nyquist sampling theorem),数字滤波器的处理能力受到系统采样频率的限制。如果输入信号的频率分量包含超过滤波器1/2采样频率的分量时,数字滤波器因为数字系统的“混叠”而不能正常工作。如果超出1/2采样频率的频率分量不占主要地位,通常的解决办法是在模数转换电路之前放置一个低通滤波器(即抗混叠滤波器)将超过的高频成分滤除。否则就必须用模拟滤波器实现要求的功能。
2023-08-16 00:12:491

如何计算音频采样率?

采样率计算方法1、音频RTP包时间戳增量计算,设为x2、计算封包间隔,取200包时的时间,然后/200即得封包间隔y若采样率为a(Hz),则有 a / 1000 * y = x;如果封包时间是20ms,而采样率是8000Hz,则每一块的时间戳递增是160。扩展资料如果不能满足上述采样条件,采样后信号的频率就会重叠,即高于采样频率一半的频率成分将被重建成低于采样频率一半的信号。这种频谱的重叠导致的失真称为混叠,而重建出来的信号称为原信号的混叠替身,因为这两个信号有同样的样本值。一个频率正好是采样频率一半的弦波信号,通常会混叠成另一相同频率的波弦信号,但它的相位和幅度改变了。以下两种措施可避免混叠的发生:1)提高采样频率,使之达到最高信号频率的两倍以上;2)引入低通滤波器或提高低通滤波器的参数;该低通滤波器通常称为抗混叠滤波器抗混叠滤波器可限制信号的带宽,使之满足采样定理的条件。从理论上来说,这是可行的,但是在实际情况中是不可能做到的。因为滤波器不可能完全滤除奈奎斯特频率之上的信号,所以,采样定理要求的带宽之外总有一些“小的”能量。不过抗混叠滤波器可使这些能量足够小,以致于可忽略不计。
2023-08-16 00:12:571

数字信号处理中的各种频率

在学习数字信号处理时,很多种频率很容易搞混淆,有模拟/数字/频率/角频率等等,也不是特别清楚不同频率之间的关系,希望这篇文件可以为各种频率来个了结. 实际 物理频率 表示物理信号的真实频率; fs为采样频率,表示ADC采集物理信号的频率,由奈奎斯特采样定理可以知道,fs必须≥信号最高频率的2倍才不会发生信号混叠,因此fs能采样到的信号最高频率为fs/2。 角频率Ω 是物理频率的2π倍, 这个也称模拟频率。 归一化频率 是将物理频率按fs归一化之后的结果,最高的信号频率为fs/2对应归一化频率0.5(ω=π),这也就是为什么在matlab的fdatool工具中归一化频率为什么最大只到0.5的原因。归一化频率中不含fs的信息. 圆周频率是归一化频率的2*pi倍,这个也称 数字频率ω 。 做n个点的FFT,表示在时域上对原来的信号取了n个点来做频谱分析,n点FFT变换的结果仍为n个点。 换句话说,就是将2π数字频率ω分成n份,而整个数字频率ω的范围覆盖了从 0-2π*fs 的模拟频率范围。这里的fs是 采样频率 。而我们通常只关心 0-π 中的频谱,因为根据奈科斯特定律,只有f=fs/2范围内的信号才是被采样到的有效信号。那么,在w的范围内,得到的频谱肯定是关于n/2对称的。 举例说,如果做了16个点的FFT分析,你原来的模拟信号的最高频率f=32kHz,采样频率是64kHz,n的范围是0,1,2...15。这时,64kHz的模拟频率被分成了16分,每一份是4kHz,这个叫 频率分辨率 。那么在横坐标中,n=1时对应的f是4kHz, n=2对应的是8kHz, n=15时对应的是60kHz,你的频谱是关于n=8对称的。你只需要关心n=0到7以内的频谱就足够了,因为,原来信号的最高模拟频率是32kHz。 这里可以有两个结论: 在数字信号处理时,经常需要对数据进行抽取或者内插处理.抽取之后的频率展宽了n倍,内插之后的频率压缩了n倍,从而需要在变采样率之后添加 抗混叠滤波器 .但是实际上信号的频率在抽取/内插的前后并没有发生变化.这里的核心原因是: 归一化频率失去了采样率fs信息 . 抽取和内插的实质是 采样率fs 的变化 举个例子: 我们设定 fs=30.72MHz ,使用3个cw信号的合成信号代表一个 BW=8MHz 的宽带信号,使用实际频率来表示信号,看到BW没有变化,使用数字频率w来表示信号,信号的BW似乎被压缩了.
2023-08-16 00:13:251

奈奎斯特的成果

在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max>=2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5~10倍;采样定理又称奈奎斯特定理。要使实信号采样后能够不失真还原,采样频率必须大于信号最高频率的两倍。当用采样频率F对一个信号进行采样时,信号中F/2以上的频率不是消失了,而是对称的映象到了F/2以下的频带中,并且和F/2以下的原有频率成分叠加起来,这个现象叫做 “混叠”(aliasing).消除混叠的方法有两种:1.提高采样频率F,即缩小采样时间间隔.然而实际的信号处理系统不可能达到很大的采样频率,处理不了很多的数据.另外,许多信号本身可能含有全频带的频率成分,不可能将采样频率提高到无穷大.所以,通过采样频率避免混叠是有限制的.2.采用抗混叠滤波器.在采用频率F一定的前提下,通过低通滤波器滤掉高于F/2的频率成分,通过低通滤波器的信号则可避免出现频率混叠.
2023-08-16 00:13:321

2.1音箱的前置放大电路,为什么要先同相放大2倍再接个放大倍数为1的二阶滤波器

抗混叠滤波器:这一类器件被放置在模数转换器(ADC)之前,用来衰减信号中Nyquist频率以上的成分,即高于ADC采样率一半的信号分量。这些滤波器的响应通常都设计得尽可能陡,目的是尽可能将截止频率以上的信号统统滤掉。
2023-08-16 00:13:484

求大神帮忙设计一个二阶有源带通滤波器

有源滤波器对于现代电子设备非常重要;每个数据采集系统都需要有源滤波器,将其作为抗混叠滤波器于模数转换器之前使用,或作为反成像滤波器于数模转换器之后使用,以获取带宽限制信号。 仪器依靠有源滤波器进行精确的信号测量。 有源滤波器适用于低于 1 Hz 至 10 MHz 范围内的截止频率,而适用于此范围的无源滤波器设计必须具备非常大的组件值和组件尺寸。 其设计和验证过程可能会乏味又耗时。WEBENCH 滤波设计器在数分钟内便能让您设计、优化并模拟一套完整的多级有源滤波器解决方案。 使用精选的 TI 运算放大器和 TI 供应商合作伙伴提供的无源组件,设计出最佳的滤波器。选择低通、高通、带通和带阻滤波器类型。 指定衰减、群时延和阶跃响应的性能约束条件。 从切比雪夫、巴特沃斯、贝塞尔、6 dB 过渡态高斯、12 dB 过渡态高斯、线性相位 0.05°、线性相位 0.005°等各种滤波器响应中选择。 通过对脉冲响应、趋稳时间、最低成本、通带纹波、阻带衰减进行优化,确定最适合您的设计的滤波器响应。使用 Sallen-Key 或多重反馈拓补结构设计您的滤波器,并通过对比带宽、电流、成本和其他参数对增益带宽进行评估,为您的设计选择最佳的运算放大器。 在理想值、0.5%、1%、2%、5%、10% 和 20% 的值(E192、E96、E48、E24、E12 和 E6)之间指定您的电阻器/电容器容差。 使用用户定义的电容器种子值进行试验。 优化滤波器拓补结构,以提高灵敏度、降低成本并减小封装尺寸。
2023-08-16 00:13:581

智能仪器采用数字滤波器后,就不需要硬件模拟滤波器了,对么?为什么

未必。例如在AD之前使用的抗混叠低通滤波器,是不可以用数字滤波器代替的,因为如果取消硬件抗混叠滤波器,那么AD采样时就会发生频谱混叠,已经混叠的数字信号频谱再怎么数字滤波已经晚了。
2023-08-16 00:14:081

设fm=1khz,fs=8khz,恢复信号不失真.那么理想时fc 最大可取多大

要使实信号采样后能够不失真还原,采样频率必须大于信号最高频率的两倍。。当用采样频率F对一个信号进行采样时,信号中F/2以上的频率不是消失了,而是对称的映象到了F/2以下的频带中,并且和F/2以下的原有频率成分叠加起来,这个现象叫做 “混叠”(aliasing).   消除混叠的方法有两种:   1.提高采样频率F,即缩小采样时间间隔.然而实际的信号处理系统不可能达到很大的采样频率,处理不了很多的数据.另外,许多信号本身可能含有全频带的频率成分,不可能将采样频率提高到无穷大.所以,通过采样频率避免混叠是有限制的.   2.采用抗混叠滤波器.在采用频率F一定的前提下,通过低通滤波器滤掉高于F/2的频率成分,通过低通滤波器的信号则可避免出现频率混叠.
2023-08-16 00:14:151

抽取(内插)和采样一样吗

内插法,一般是指数学上的直线内插,利用等比关系,是用一组已知的未知函数的自变量的值和与它对应的函数值来求一种求未知函数其它值的近似计算方法。内插是用来计算未知浓度的,采样是现场直读,或者回实验室分析才能得出浓度。你想问什么啊?
2023-08-16 00:14:502

最佳基带系统的发送和接收滤波器用模块的参数怎么设置

这个要看你的传输系统是数字的还是模拟的了。如果传输的数字信号,那么就直接用数字滤波器进行滤波,滤除带外的频谱分量就可以了。如果传输的是模拟信号,就需要一个模拟的抗混叠滤波器,后面再接一个A/D将模拟信号变为数字信号进行后续的基带信号处理。
2023-08-16 00:15:131