低模拟低通 + ADC 与高模拟低通 + ADC + 低数字低通

信息处理 过滤器 低通滤波器 数字的 模拟 转换
2022-01-29 09:15:38

我正在收集EEG数据,我的放大器强制在 ADC 之前使用模拟低通滤波器。相当确定我不会对与 30Hz 或更高频率相关的现象感兴趣,所以我觉得最节省磁盘空间的方法是模拟 30Hz 的低通(它使用贝塞尔滤波器)和告诉 ADC 以 60Hz 采样。但是,除了磁盘空间考虑之外,我很好奇这种策略与将低通设置为 250Hz 等非常高的值并以 500Hz 采样,然后在进行数字化并进行分析后,应用 30Hz 的数字低通之间是否有任何区别. 双重过滤会导致伪影吗?(即我应该出于磁盘空间以外的原因选择低模拟低通吗?)

3个回答

我很好奇这种策略之间是否有任何区别,例如,将低通设置为像 250Hz 这样非常高的值并以 500Hz 采样,然后一旦数字化并进行分析,应用 30Hz 的数字低通

好主意。这就是过采样ADC 的工作原理,使用劣质转换器(甚至是 1 位转换器)以高速率采样,然后使用数字滤波以更高的精度下采样到所需值。数字滤波器可以比模拟滤波器有更锐利的截止,基本上没有成本,减少了混叠,否则会进入你的录音。如果模拟信号还没有限制这一点,它还可以提高您的信噪比。

双重过滤会导致伪影吗?

除非你设计的过滤器不好。:)

30Hz 的单个低通和 60Hz 的采样率应提供准确的数据,并且第二次滤波不应操纵 30Hz 及以下信号的任何分量。

但是,请确保如果您在不需要在样本之间插值的采样率之间进行转换 - 500 Hz 到 60 Hz 应该没问题,因为它是 8:1 的比率。

我很好奇这种策略之间是否有任何区别,例如,将低通设置为像 250Hz 这样非常高的值并以 500Hz 采样,然后一旦数字化并进行分析,应用 30Hz 的数字低通

两者都不正确。

滤波器具有非零过渡宽度,奈奎斯特采样需要以高于(而不是)最高频谱频率两倍的速率进行采样,以避免混叠。

因此,在使用便宜的非陡峭过渡 100 Hz 低通滤波器后以 500 Hz 采样,然后使用更高质量的 30 Hz 数字低通滤波器,并重新采样到 60 Hz 以上的某个速率可能是一种合适的可能性,可以降低模拟前端滤波器的成本(或使您的信号远离波纹或相位失真过渡边缘)以换取据称成本更低的计算能力。或者,如果您不需要 30 的高端,则将滤波器设置为略低于 30 Hz 并在 60 处采样。