Używa czegoś zwanego filtrem. Możesz budować filtry z różnego rodzaju różnych rzeczy.
Filtry RC wykonane z rezystorów i kondensatorów są prawdopodobnie najłatwiejsze do zrozumienia. Zasadniczo kondensator działa jak rezystor, ale z inną rezystancją przy różnych częstotliwościach. Po dodaniu rezystora można zbudować dzielnik napięcia zależny od częstotliwości. Nazywa się to filtrem RC. Możesz tworzyć filtry górnoprzepustowe i dolnoprzepustowe z jednym opornikiem i jednym kondensatorem. Filtr dolnoprzepustowy jest zaprojektowany do przepuszczania niskich częstotliwości i blokowania wysokich częstotliwości, podczas gdy filtr górnoprzepustowy działa odwrotnie. Dolnoprzepustowy połączony szeregowo z górnoprzepustowym tworzy pasmowoprzepustowy, który przepuszcza częstotliwości w pewnym zakresie i blokuje inne częstotliwości. Należy pamiętać, że działanie filtra RC (i większości filtrów, jeśli o to chodzi) będzie zależeć od źródła i impedancji obciążenia.
symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab
Filtry mogą być również wykonane z innymi elementami, takimi jak dławiki. Cewki indukcyjne działają również jak rezystory, ale zmieniają się w przeciwnym kierunku jak kondensatory. Przy niskich częstotliwościach induktor wygląda jak krótki, a kondensator wygląda na otwarty. Przy wysokich częstotliwościach cewka wygląda jak otwarta, a kondensator wygląda na krótki. Filtry LC są rodzajem filtrów zbudowanych z cewek i kondensatorów. Możliwe jest wykonanie dość ostrego filtra LC, który szybko odcina się i jest łatwy do dostrojenia za pomocą zmiennego kondensatora. Tak zwykle robi się w przypadku prostych radiotelefonów, takich jak radiostacje kryształowe.
zasymuluj ten obwód
Możesz tworzyć filtry pasmowe z wszystkiego, co ma częstotliwość rezonansową. Kondensator i cewka indukcyjna szeregowo lub równolegle tworzą rezonansowy obwód zbiornika, który może być stosowany jako filtr pasmowoprzepustowy lub filtr pasmowoprzepustowy, w zależności od tego, jak dokładnie go podłączysz. Antena jest również filtrem pasmowoprzepustowym - dobrze odbiera częstotliwości o długości fali zbliżonej do wielkości anteny. Za duży lub za mały i nie będzie działać. Wnęki mogą być również używane jako filtry - zamknięta metalowa skrzynka ma różne tryby fali stojącej, które można wykorzystać do wykorzystania jako filtry. Fale elektroniczne można również konwertować na inne fale, takie jak fale akustyczne, i filtrować. Filtry SAW (powierzchniowa fala akustyczna) i filtry krystaliczne działają zarówno poprzez rezonans mechaniczny, jak i wykorzystują efekt piezoelektryczny do połączenia z obwodem. Możliwe jest również budowanie filtrów z linii przesyłowych poprzez wykorzystanie ich nieodłącznej indukcyjności i pojemności, a także poprzez wykorzystanie konstruktywnych i destrukcyjnych zakłóceń wynikających z odbić. Widziałem wiele mikrofalowych filtrów pasmowych wykonanych z szaleńczo ukształtowanego kawałka miedzi wydrukowanego na płytce drukowanej. To się nazywafiltry elementów rozproszonych . Nawiasem mówiąc, większość z tych innych filtrów można modelować jako obwody LC lub RLC.
Teraz radio zdefiniowane programowo to zupełnie inne zwierzę. Ponieważ pracujesz z danymi cyfrowymi, nie możesz po prostu rzucić rezystorów i kondensatorów na problem. Zamiast tego możesz użyć standardowych topologii filtrów, takich jak FIR lub IIR. Są one zbudowane z kaskady mnożników i sumatorów. Podstawowym pomysłem jest utworzenie reprezentacji filtra w dziedzinie czasu, której potrzebujesz, a następnie splot ten filtr z danymi. Wynik to filtrowane dane. Możliwe jest budowanie filtrów FIR dolnoprzepustowych i pasmowoprzepustowych.
Filtrowanie idzie w parze z konwersją częstotliwości. Jest parametr, który zobaczysz w całym miejscu, o nazwie Q. Jest to czynnik jakości. W przypadku filtrów pasmowych jest to związane z przepustowością i częstotliwością środkową. Jeśli chcesz stworzyć filtr o częstotliwości 100 Hz przy częstotliwości 1 GHz, potrzebujesz filtra o astronomicznie wysokim Q. Którego nie da się zbudować. Zamiast tego filtrujesz z filtrem o niskim Q (szerokim), konwertujesz w dół na niższą częstotliwość, a następnie filtrujesz z innym filtrem o niskim Q. Jeśli jednak przekształcisz 1 GHz, powiedzmy na 10 MHz, filtr 100 Hz ma znacznie bardziej rozsądne Q. Często odbywa się to w radiach i prawdopodobnie z więcej niż jedną konwersją częstotliwości. Dodatkowo,
W przypadku filtrów cyfrowych, im dłuższy filtr, tym wyższe Q i bardziej selektywny staje się filtr. Oto przykład filtra pasmowego FIR:
Krzywa górna jest odpowiedzią częstotliwościową filtra, a krzywa dolna jest wykresem współczynników filtra. Możesz myśleć o tego typu filtrze jako sposobie wyszukiwania pasujących kształtów. Współczynniki filtra zawierają określone składniki częstotliwości. Jak widać odpowiedź nieco się oscyluje. Chodzi o to, że ta oscylacja będzie pasować do fali wejściowej. Pasujące do siebie komponenty częstotliwości pojawią się na wyjściu, a komponenty częstotliwości, które nie zostaną anulowane. Sygnał jest filtrowany przez przesuwanie współczynników filtra wzdłuż sygnału wejściowego o jedną próbkę na raz, a przy każdym przesunięciu odpowiednie próbki sygnału i współczynniki filtra są mnożone i sumowane. To w końcu uśrednia składowe sygnału, które nie pasują do filtra.
sałata( A ) cos( B ) = 12)( cos( A + B ) + cos( A - B ) )