混叠（aliasing）和抗混叠滤波器

混叠（aliasing）和抗混叠滤波器

1、Aliasing的表现：

1>时域的混叠现象：

下图为时域混叠的体现，输入信号的频率为900k，采样的频率只有1M，图中的每个黑点代表一个采样点，将这些点集合起来就是一个100k的信号，发现由于采样频率低缘故把一个900k的信号看成了100k，这个100k信号就是混叠信号，实际任何超过采样频率一半的信号都会产生混叠信号，这个一半的限制频率就是奈奎斯特频率，超过奈奎斯特频率的信号都会产生混叠。

2>混叠的频域表现

这里我们的输入信号频率还是900k，可以看到产生了一个1M-900K=100K的信号，fs / 2为奈奎斯特频率，还可以看出这个混叠的信号是对称的。

2、举例说明

我们输入两个信号，一个3v，0.25M，一个1v，2.6M，采样频率1M，奈奎斯特频率为0.5M。

采样产生混叠之后，由于混叠的对称，产生的信号如下图所示，可以看出这个1v，2.6M，的信号会在奈奎斯特频率以内的0.4M左右产生混叠信号，所以我们就要通过抗混叠滤波器把这个2.6M的噪声衰减的足够低，也就是说我们要把超过奈奎斯特频率的信号足够的衰减。

3、SAR型ADC的抗混叠滤波电路设计

图中红色框为二阶有源低通滤波电路，低通的截至频率为8.6k，后面RC为充电的桶式滤波器，截至频率为15.8M，这个RC的作用就与抗混叠没有关系了。

4、桶式充电滤波器的作用：

当没有桶式充电滤波器时测得的Csh的波形如下图所示，这是由于信号源存在阻抗的原因，不能快速的给Csh电容充电，就导致了Csh电压没有充上来，这时候如果有RC，就可以提供一个电荷缓冲的作用，瞬间给采样保持电容Csh充电。

参考资料：5.4 混叠及抗混叠滤波器 -模拟与混合信号在线培训- 德州仪器（TI）官方视频课程培训

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