力科示波器基础应用系列之四：数字滤波器软件包的应用

我们要介绍的第一种应用是消除信号中不想要的频谱成分。图1包含一个波形实例，其中由2 MHz方波及不想要的5 MHz正弦曲线成分组成。C2是这个信号的时域波形，F2是这个信号的频谱。通过应用带限为2.5MHz和5.5 MHz的带阻滤波器，不想要的5 MHz成分会衰减，在滤波器输出上显现2 MHz方波(F3)。滤波器输出的频谱(F5)显示了5 MHz的频率成分下降。

图1   使用带阻滤波器，从2 MHz方波中去掉5 MHz正弦曲线信号。

图2说明了使用高通滤波器从25 kHz脉宽调制信号中去掉60 Hz调制噪声。高通滤波器设置为衰减小于1 kHz的信号，从而去掉了60 Hz信号。

图2   使用高通滤波器去掉60 Hz调制噪声。

如果采集的信号有某种形状的的基线，如图3所示，那么可以使用低通滤波器分隔基线，然后从采集的波形中减去基线。在本例中，使用低通滤波器提取基线得到F1，然后从采集的信号中减去基线得到F2。

图3   通过分隔和减去采集波形的低频成分，消除基线波形

图4是我们最后一个用于频谱分隔实例，说明了在检测仿真器中如何使用低通滤波器。我们通过峰值检测和滤波从调幅信号中提取调制信息。绝对值函数执行全波峰值检测，DFP2提供了必要的低通滤波。[page]

图4  使用峰值检测和滤波解调AM信号

下面的一组应用则是通过使用滤波器从噪声中恢复信号，控制通道带宽。 这种应用通常会出现在通信系统和回声量程系统中。

图5中采集的波形(C 2)是一个12.5 MHz阻尼正弦波，被噪声严重污染。通过使用带通滤波，可以明显改善信噪比。

注意，我们使用了快速傅立叶变换(FFT)来评估滤波操作的影响。F2显示了采集的信号的频谱，F4显示了滤波后的信号的频谱。我们使用带通滤波器，把采集的信号的带宽降低到16 MHz，从而消除位于滤波通带范围外的比较大的噪声成分。F3显示了恢复的信号。尽管平均函数可以产生更好的结果，但它要求多次采集，而这并不是总能实现的。

图5 使用带通滤波器，提高信噪比，从宽带噪声中恢复信号

最后一个实例评估了数字通信信号的带限滤波器，如图6所示。在这一测量中，我们评估了为北美数字蜂窝(NADC)波形选择的滤波器的影响。通过比较正常滤波的信号(Raised root cosine)与采用DFP滤波的未滤波波形，可以看出两者接近于完全匹配。用户可以改变滤波器类型，或调节参数，查看其它滤波器配置类型的影响。

通道2包含着没有滤波的NADC信号。通道3是采用正常Raised root cosine滤波器得到的同一信号。我们对F2应用DFP Raised root cosine滤波器，使用重叠的F3和F4，比较两个信号的差别。

图5  使用DFP2评估不同滤波器类型对NADC信号的影响