Différence principale - Filtres analogiques et numériques

En électronique, un signal peut être constitué d'une combinaison de signaux composants à différentes fréquences. Filtres sont des composants utilisés dans les circuits électriques pour supprimer les composants de fréquence indésirables dans un signal. Les différence principale entre les filtres analogiques et numériques est que les filtres analogiques traitent directement les signaux analogiques, tandis que les filtres numériques doivent d'abord convertir les signaux analogiques en signaux numériques, avant le traitement. Après le traitement, le signal doit être reconverti de signaux numériques en signaux analogiques.

Que sont les filtres analogiques

Les filtres analogiques utilisent résonance dans les circuits électriques. Les combinaisons de résistances et d'inductances fournissent différents niveaux d'impédance aux courants de différentes fréquences. Par conséquent, ils peuvent être utilisés dans des circuits pour supprimer les composantes de fréquence indésirables dans un signal.

Par exemple, un filtre passe-bande supprime les fréquences qui sont en dehors d'une plage de fréquences donnée. Le schéma ci-dessous montre comment un tel filtre peut être construit à l'aide de condensateurs (C) et d'inductances (L):

Un filtre passe-bande qui supprime les fréquences qui ne sont pas dans sa plage.

Et, dans le signal de sortie, toutes les fréquences qui ne sont pas dans la plage de bande passante (B) sont supprimées:

Un filtre passe-bande supprime les fréquences qui ne se trouvent pas dans une région appelée bande passante.

Les filtres analogiques peuvent filtrer les signaux en continu. Dans certains cas, cela donne un léger avantage aux filtres analogiques, où toutes les fréquences indésirables doivent être supprimées. La capacité d'un filtre numérique à le faire dépend de sa fréquence d'échantillonnage (voir ci-dessous).

Que sont les filtres numériques

Les filtres numériques peuvent fonctionner avec des signaux numériques (c'est-à-dire non continus). Un filtre numérique est donc constitué d'un Convertisseur analogique-numérique (ADC), qui convertit d'abord tout signal analogique en un signal numérique. L'ADC le fait en échantillonnant le signal à intervalles réguliers. Après la conversion, le signal numérisé est traité et les composantes de fréquence inutiles sont supprimées. Ensuite, le signal numérique résultant doit être reconverti en un signal analogique à l'aide d'un Convertisseur numérique analogique (CAD).

Les filtres numériques présentent plusieurs avantages par rapport aux filtres analogiques. Une fois programmés, les programmes des filtres numériques peuvent être facilement modifiés en réécrivant leurs algorithmes (pour reprogrammer un filtre analogique, le circuit lui-même doit changer). Cela permet également aux filtres numériques d'effectuer filtrage adaptatif: une forme de filtrage où les paramètres de filtrage peuvent être modifiés au fil du temps, en fonction de l'évolution du signal d'entrée. Les filtres numériques ont également tendance à être plus précis puisque la précision d'un filtre analogique dépend en grande partie des capacités de ses composants. Les filtres numériques sont également capables de gérer des fréquences très basses que les filtres analogiques sont incapables de gérer.

Différence entre les filtres analogiques et numériques

Type de signal traité

Filtres analogiques peut traiter les filtres analogiques directement.

Filtres numériques besoin de convertir d'abord les signaux analogiques en signaux numériques, avant le traitement. Après le traitement, le signal doit être à nouveau converti du numérique à l'analogique.

Modification de la fonctionnalité

Pour modifier le fonctionnement de filtres analogiques, les composants eux-mêmes doivent être reconfigurés.

Filtres numériques sont généralement régies par des algorithmes, et la fonctionnalité pourrait être facilement modifiée en modifiant ces algorithmes.

Taux de traitement

Filtres analogiques filtrer les fréquences indésirables en continu.

Le taux auquel filtres numériques peuvent fonctionner dépend de leur fréquence d'échantillonnage.

Image de courtoisie

"Un diagramme schématique d'un exemple de filtre passe-bande, en topologie Cauer à section en T…" par Inductiveload (Travail personnel) [Domaine public], via Wikimedia Commons

"Un diagramme montrant la définition de la bande passante (B) pour un filtre passe-bande…" par Inductiveload (Travail personnel) [Domaine public], via Wikimedia Commons