क्या हमारे पास डिजिटल एंटी अलियासिंग फ़िल्टर हो सकता है?

Question

मैं एक ऐसे बोर्ड पर काम कर रहा हूं, जिसमें एडीसी के इनपुट पर कोई एंटीएलिसिंग फ़िल्टर नहीं है। मेरे पास RC + Opamp सर्किट का उपयोग करके अपने स्वयं के फ़िल्टर को लागू करने का विकल्प है। लेकिन क्या एडीसी द्वारा नमूना लेने और डिजिटल डोमेन में प्रसंस्करण के बाद एंटी अलियासिंग फ़िल्टर लागू करना संभव है: एक डिजिटल एंटी अलियासिंग फ़िल्टर?

Answer 1

बस मैट के जवाब का समर्थन करने और कुछ और विवरण प्रदान करने के लिए:

अधिकांश आधुनिक एडीसी डिजिटल डोमेन में अधिकांश कठिन एंटीअलियाजिंग कार्य करते हैं। कारण यह है कि डिजिटल फ़िल्टर बहुत कम लागत के लिए कम उप-उत्पादों का उत्पादन करते हैं। वास्तविक श्रृंखला है:

• एनालॉग इनपुट।
• एनालॉग एंटी-अलियासिंग फ़िल्टर।
• ओवरसमलिंग (जैसे, 8x पर)।
• डिजिटल एंटी-अलियासिंग फ़िल्टर।
• घटाना (1x तक की कमी)।
• डिजिटल आउटपुट।

आगे का वर्णन, निम्नलिखित पर विचार करें:

• ऑडियो का नमूना 44100Hz पर लिया गया है।
• यह 22050 हर्ट्ज का Nyquist आवृत्ति प्रदान करता है।
• 24100 हर्ट्ज से ऊपर की कोई भी आवृति वापस श्रव्य सीमा (20kHz से नीचे) में बदल जाएगी।
• 20000 हर्ट्ज से 24100 ऑक्टेव का लगभग चौथाई हिस्सा है।
• यहां तक ​​कि एक खड़ी 80dB / 8ve फिल्टर के साथ आप केवल 20dB द्वारा aliasing आवृत्तियों को कम करेंगे।

लेकिन 8x ओवरसैंपलिंग के साथ:

• ऑडियो 352.8kHz (44.1kHz x 8) पर नमूना लिया गया है।
• Nyquist 176.4 kHz है।
• केवल 332.8kHz से ऊपर की आवृत्तियां श्रव्य श्रेणी में दिखाई देंगी।
• यह लगभग 4 अष्टक है।
• तो आप 96dB द्वारा अलियासिंग आवृत्तियों को कम करने के लिए 24dB / 8ve एनालॉग फ़िल्टर लागू कर सकते हैं।
• फिर ओवरस्पीड।
• फिर 20kHz और 24.1kHz के बीच रैखिक चरण डिजिटल फ़िल्टर लागू करें

निम्नलिखित पुस्तक चीजों के इन प्रकार के लिए एक उत्कृष्ट, स्पष्ट संसाधन है।

Comments

आप जो कहते हैं वह ऑडियो अनुप्रयोगों के लिए निश्चित रूप से सच है (जिसमें उपयोग करने के लिए तैयार है, एकीकृत कोडेक चिप्स ने एडीसी / डीएसी को बहुत समय पहले बदल दिया है) - लेकिन इंजीनियरिंग के कई क्षेत्र हैं जिसमें अधिग्रहण अभी भी वेनिला एसएआर एडीसी (स्टैंडअलोन के रूप में) द्वारा किया जाता है। चिप्स या माइक्रोकंट्रोलर्स में बनाया गया) - और इनके साथ आपको कड़ी मेहनत करनी होगी!

— pichenettes

यह एक महान टिप्पणी है। फिर भी मेरा मानना ​​है कि उत्तर अभी भी खड़ा है - यदि आप इसे बर्दाश्त कर सकते हैं, तो डिजिटल एंटी-अलियासिंग फिल्टर कई लाभ लाता है।

— इजाकी

बस जानना चाहता था कि क्या यह सुनिश्चित करने का तरीका है कि एनालॉग फ़िल्टर में छोटा ज्यामिति और वजन होगा?

— gpuguy

यदि मैं प्रश्न को सही ढंग से समझता हूं, तो हां - डिजिटल फिल्टर का उपयोग करने का मतलब बहुत सरल एनालॉग फिटर होगा (विशेषकर यदि गुणवत्ता को ध्यान में रखना है)।

— इजाकी

क्या आपका मतलब है ओवरसम्पलिंग वर्कफ़्लो में दूसरे-से-अंतिम चरण पर "डिकिमेट"?

— निक

Answer 2

नहीं, इसका कोई मतलब नहीं है। कहें कि आपका ADC नमूना दर 1kHz है। 100 Hz साइन वेव और 900 Hz साइन वेव आपके ADC में एक बार खिलाए गए डिजिटल नमूनों के समान अनुक्रम को प्राप्त करेंगे - लेकिन आप पूर्व को पास करना चाहते हैं और बाद में भाग लेना चाहते हैं। जब आप एक ही इनपुट खिलाते हैं तो आप अपने डिजिटल फ़िल्टर से विभिन्न आउटपुट कैसे प्राप्त करते हैं?

केवल एक चीज जो काम कर सकती है, वह यह है कि इनपुट सिग्नल जितनी तेजी से आपके एडीसी अनुमति देता है, और फिर इसे डिजिटल डोमेन में आपके लक्ष्य नमूना दर तक नीचे ले जाए - लेकिन जब तक आपके पास सीपीयू चक्र बर्बाद करने के लिए नहीं है, आप बेहतर एनालॉग का उपयोग करेंगे। अपस्ट्रीम को फ़िल्टर करें।

Comments

"एक 100 हर्ट्ज साइन लहर और एक 900 हर्ट्ज साइन लहर बिल्कुल डिजिटल नमूनों के समान क्रम का उत्पादन करेगी"। यह सामान्य रूप से सच नहीं है (हालांकि मैं समझता हूं कि आपका क्या मतलब है)।

— नीरेन

ठीक है, यह काम करने के लिए उनके चरणों पर एक विशेष स्थिति की आवश्यकता है लेकिन यह बात नहीं है! मुद्दा यह है कि आपके डिजिटल नमूने ऐसे लग सकते हैं जैसे वे 100 Hz साइन वेव से आते हैं, जबकि बहुत ही डेटा सीक्वेंस 900 Hz साइन वेव द्वारा उत्पन्न किया जा सकता था।

— pichenettes

क्या आप बता सकते हैं कि वह स्थिति क्या है (बिल्कुल पकड़ के लिए)?

— नीरेन

$\pi$

आपके उत्तर में कोई त्रुटि है। 100 हर्ट्ज और 900 हर्ट्ज का समान नमूना आउटपुट नहीं है। वास्तव में इसका [100 +/- k * 1000] जो समान नमूने देगा। तो, -900, 1100, 2100 आदि 100Hz के लिए अलग-अलग आवृत्तियों हैं। दरअसल, 900 हर्ट्ज 100Hz साइज वेव का नेगेटिव होगा।

Answer 3

मैं pichenettes के जवाब से सहमत हूं, लेकिन मैं यह जोड़ना चाहूंगा कि साधारण सस्ती कम-ऑर्डर एनालॉग एंटी-अलियासिंग फ़िल्टर का उपयोग करना बहुत आम बात है, और बाकी एंटी-अलियासिंग फ़िल्टरिंग डिजिटल डोमेन में करते हैं। इसका तात्पर्य यह है कि आप अधिकतम नमूना दर पर प्रक्रिया नहीं करते हैं, लेकिन डिजिटल एंटी-अलियासिंग फिल्टर के बाद आप नीचे गिरते हैं। सारांश:

1. बेशक आपको एक एनालॉग एंटी-अलियासिंग फिल्टर की आवश्यकता है।

2. यदि आप अपने सिग्नल को नीचे कर सकते हैं तो एनालॉग फ़िल्टर को बहुत सरल रखा जा सकता है। इस स्थिति में आप डिजिटल डोमेन (डाउनसैंपलिंग से पहले) में अधिक एलियासिंग निष्कासन कर सकते हैं।