您有没有想过Σ-Δ模数转化器(ADC)怎么才干在不同带宽下取得如此高的分辨率?诀窍就在于数字滤波器。Σ-Δ ADC之所以与其他类型的数据转化器不同，是因为它们一般集成数字滤波器。本系列博文分为三部分，我将在此榜首部分中评论数字滤波器的用处，以及常用于Σ-Δ ADC的一些数字滤波器。
要想了解数字滤波器在Σ-Δ模数转化中如此重要的原因，要害的一点是需求对Σ-Δ调制器有一个根本了解。Joseph Wu写了一篇十分有用的博文：模仿精细技能杂谈，文中解说了模仿输入信号转变成数字比特流的进程。
当您在Σ-Δ调制器中制作量化噪声的频谱时，您将发现频率越高时量化噪声越密布。这是Σ-Δ ADC为世人所知的臭名远扬的噪声整形。为了下降量化噪声，您能够将调制器输出至低通滤波器。
图1所示为在被称为sinc滤波器的Σ-Δ模数转化器中发现的，经过常见的低通数字滤波器呼应制作的量化噪声图(它的姓名源于其sin(x)/ x频率呼应)。
图1：Σ-Δ量化噪声和Sinc低通滤波器的频谱
尽管Sinc滤波器极为常见，但它并非Σ-Δ ADC相关的仅有一种数字低通滤波器。例如，有些ADC(如ADS1220)会添加一个额定的50Hz / 60Hz陷波滤波器，用于具有许多电力线搅扰的运用。从另一方面讲，ADS127L01具有用于更高频率运用的宽带带通数字滤波器。
正如我的搭档Ryan Andrews在其关于抗混叠滤波器的博文中解说道，Σ-Δ ADC中的数字滤波器还具有别的一项抽取功用。这些滤波器以相对低许多的速率(fDR)经过采样率(OSR)因子，抽取调制器采样频率和输出数据。确认数字滤波器的输出带宽需求归纳OSR和滤波器类型。较大的过采样率会发生较小的滤波器带宽，然后转化为极好的隔音功能，简化抗混叠前端，并下降主机控制器的接口速度。
大多数数字滤波器具有有限脉冲呼应(FIR)。这些滤波器本质上是安稳的，而且易于经过线性相位呼应进行规划。让我们来比照Σ-Δ ADC中的两种FIR滤波器。榜首种是ADS127L01中的宽带滤波器。第二种是一个典型的三阶正弦呼应滤波器，或sinc3。图2和图3并排制作这些呼应。
图2：宽带滤波器的频率呼应
图3：Sinc3的频率呼应
您很快就能够清楚地了解在沟通(AC)丈量运用中运用宽带滤波器的长处。数据率(fDR/2)的奈奎斯特带宽之前的、近0 dB的增益保证了在通带频率上不会呈现信号功率损耗。急剧升降的过渡带约束了混叠。另一方面，sinc3滤波器经过0.262 x fDR及fDR/2之后的缓慢过渡，将信号衰减至-3dB，这样会将更多的带外噪声叠入相关的带宽。表面上看，宽带FIR滤波器将是任何运用的抱负挑选;但是，要想取得这一超卓的频域功能需求付出代价。
宽带滤波器和sinc滤波器之间的权衡在于时域。宽带滤波器是一个十分高阶的滤波器，这意味着它在收到一个阶跃输入后，需求花费很长时刻才干得出一个最终值。在ADS127L01的宽带滤波器中，您将不得不等候84次转化才干收到一个固定输出。输入处呈现一次阶跃后，sinc3滤波器会经过三次转化固定下来，让您经过多个传感器进行循环。一切FIR滤波器都需求在频率呼应和推迟之间进行权衡。
在我的下一篇博文中(将在几周内推出)，我将揭秘sinc滤波器的暗地故事，包含决议sinc滤波器中安稳时刻的要素，以及怎么更改其间一些内容，以回绝其它相关的频率。与此同时，您可订阅模仿精细技能杂谈，当我的下面两篇文章宣布之后，您就能够接收到通知了。
