Цифровой фильтр нижних частот при передискретизации аудио

Человеческое ухо может слышать звуки до ~ 20 кГц. Некоторая передискретизация АЦП. Например, для захвата частот до 20 кГц преобразователь АЦП может производить выборку с частотой 160 кГц. Шаги следующие: 1. Отфильтруйте звук с помощью аналогового фильтра нижних частот. 2. Сэмпл на частоте 160 кГц. 3. Цифровая фильтрация звука с помощью фильтра нижних частот. 4. Понизьте частоту дискретизации до более низкой.

Я понимаю, что сложно реализовать аналоговые фильтры нижних частот с резкими срезами: это необходимо для максимизации доступной полосы пропускания без превышения предела Найквиста, что в противном случае привело бы к наложению частот из-за свернутых частот. Следовательно, я мог бы выбрать передискретизацию на частоте 160 кГц с аналоговым фильтром нижних частот на частоте 20 кГц, который может иметь спад на частоте 30 кГц и все еще быть ниже предела Найквиста на частоте 80 кГц.

Однако после того, как я сэмплировал на частоте 160 кГц, зачем мне применять цифровой фильтр нижних частот перед децимацией? Каковы преимущества этого?

Я подозреваю, что то, что вы цитируете, носит общий характер. Вы конкретно указали аналоговый фильтр, параметры которого могут свести на нет необходимость цифровой фильтрации. и не так сложно сделать аналоговые фильтры высокого порядка; есть чипы, которые делают это с минимальными усилиями по проектированию.

Ответы (1)

Однако после того, как я сэмплировал на частоте 160 кГц, зачем мне применять цифровой фильтр нижних частот перед децимацией? Каковы преимущества этого?

Псевдонимы, как проблема, не зарезервированы исключительно для аналогового мира - вам также необходимо фильтровать их с помощью фильтра нижних частот в цифровом домене при прореживании. Применяются те же правила - вам нужно ограничивать пропускную способность всякий раз, когда вы что-то сэмплируете, чтобы избежать наложения спектров, иначе вы получите точно такие же проблемы со свернутыми спектрами.

Спасибо! Подводя итог, мы передискретизируем, потому что это означает, что аналоговые фильтры нижних частот не должны иметь спад в небольшом числе Гц: что является преимуществом, потому что такие фильтры дороги. Следовательно, мы можем использовать фильтры со спадом на несколько кГц и при этом избежать свернутого спектра. Однако затем нам нужно использовать цифровой фильтр нижних частот перед понижением частоты дискретизации, чтобы предотвратить наложение спектров при понижении частоты дискретизации. Это верно?
Это совершенно правильно.