2、模拟与离散时间滤波器：应用、技术与发展

模拟与离散时间滤波器：应用、技术与发展

1. 模拟滤波器的典型应用

模拟滤波器在电子信号处理系统中有着广泛的应用，以下是一些典型应用场景：
- 载波频率系统 ：在早期电话网络的长距离传输中，采用频分复用（FDM）技术。通过调制和滤波技术，将语音信道在频谱中相邻排列。调制语音信道时会产生两个边带，利用滤波器可滤除其中一个边带，以减少占用的频带。例如，滤波器可通过12 - 16 kHz的频率，阻挡0 - 12 kHz和16 kHz以上的频率。多个语音信道可依次组合成3组、12组等更高阶的信道组。一个具有10,800个信道的载波频率系统，相当于6个模拟电视频道，于1972年在瑞典首次引入，被称为60 MHz系统。接收端则通过相应的解调和解滤波阶段，依次提取不同的信道。不过，如今更有效且廉价的数字传输系统已取代了载波频率系统，但数字系统中仍包含许多不太复杂的模拟滤波器。
- 抗混叠滤波器 ：对模拟或连续时间信号进行采样时，为了在离散时间或数字信号中完整保留信息，信号必须进行带宽限制。否则会出现混叠失真，导致信息丢失。因此，需要在模拟信号源和采样电路之间放置抗混叠滤波器。
- 硬盘驱动器 ：模拟滤波器在硬盘驱动器的读取通道中具有重要的经济意义。读取通道的主要滤波任务之一是均衡频率响应，以避免后续脉冲在时间上模糊和重叠，即解决符号间干扰问题。典型的混合模式读取通道中，从磁或光介质获取的信号先由前置放大器放大，再由可变增益放大器（VGA）放大。模拟滤波器在采样前进行信号均衡、降噪和带宽限制。模拟 - 数字转换（A/D）块包括采样保持阶段，通常具有约6位的分辨率。数字信号处理器（DSP）核心在