Достоинства и недостатки цифровых фильтров

В настоящее время цифровые фильтры применяются повсюду. По сравнению с аналоговыми фильтрами они предпочтительны во множестве областей, так как обладают рядом достоинств.

  • 1. Однажды разработанное аппаратное и программное обеспечение можно использовать в других задачах цифровой фильтрации практически без изменений или с незначительной модификацией. Например, при переходе из области низких частот в область высоких, и наоборот, достаточно менять частоту дискретизации.
  • 2. Цифровые фильтры могут использоваться при очень низких частотах, которые характерны во многих областях, в частности в биомедицинских приложениях. Использование аналоговых фильтров в этих случаях требует громоздких компонентов.
  • 3. Цифровые фильтры могут иметь характеристики, которые невозможно получить у аналоговых фильтров, например линейную фазочастотную характеристику.
  • 4. Точность, достигаемая при использовании аналоговых фильтров, ограничена точностью применяемых аналоговых компонентов. Точность цифровых фильтров ограничена только количеством разрядов.
  • 5. Цифровые фильтры не имеют дрейфа, характерного для аналоговых фильтров.
  • 6. При разработке ЦФ нс возникает проблема согласования нагрузок, присущая аналоговым фильтрам.
  • 7. Частотные характеристики цифровых фильтров зависят от частоты (периода) дискретизации. Изменяя эту частоту, можно легко перестраивать фильтр.
  • 8. Просто решаются вопросы сохранения исходных, промежуточных и выходных данных, если в этом есть необходимость.

И все же, по сравнению с аналоговыми, цифровые фильтры имеют и некоторые недостатки.

  • 1. Конечное число разрядов приводит к неизбежной процедуре округления. Ошибка округления может накапливаться, и при использовании рекурсивных фильтров высоких порядков может вызвать неустойчивость фильтра.
  • 2. Квантование по уровню, которое учитывается введением в структурную схему многоступенчатого симметричного релейного элемента (см. рис. 9.2, а), может привести к возникновению автоколебаний. И это надо учитывать.
  • 3. Существуют определенные ограничения при работе в реальном масштабе времени, состоящие в том, что все вычисления должны быть завершены в течение интервала дискретизации.

Впрочем, эти недостатки успешно преодолеваются. В большинстве современных систем обработки информации учитываются достоинства как аналоговых, так и цифровых методов, и для реализации желаемых функций комбинируются аналоговые и цифровые методы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >