低通可編程濾波器的誤差來源主要分為系統(tǒng)誤差和實現(xiàn)誤差兩大類。以下是具體分析：
一、低通可編程濾波器系統(tǒng)誤差：
1.量化誤差
原因：濾波器中的模擬信號轉換為數(shù)字信號時，ADC的有限分辨率會導致幅值截斷或四舍五入，引入誤差。
影響：
噪聲底噪增加（量化噪聲）。
信號動態(tài)范圍受限，大信號可能飽和，小信號可能被噪聲淹沒。
優(yōu)化：提高ADC分辨率，或采用抖動技術分散噪聲。
2.系數(shù)量化誤差
原因：濾波器設計時的理想系數(shù)需要用有限字長存儲，導致實際系數(shù)與理想值偏差。
影響：
頻響特性偏離設計目標（如截止頻率偏移、阻帶衰減不足）。
嚴重時可能導致濾波器不穩(wěn)定。
優(yōu)化：
使用高精度系數(shù)存儲。
采用量化誤差敏感度低的濾波器結構。
3.計算精度誤差
原因：數(shù)字濾波器運算中，乘法、加法等操作的字長限制（如定點運算溢出或截斷）。
影響：
累積誤差導致輸出信號失真。
定點運算中可能出現(xiàn)溢出振蕩。
優(yōu)化：
采用浮點運算。
對信號和系數(shù)進行歸一化處理，避免溢出。
二、低通可編程濾波器實現(xiàn)誤差：
1.采樣頻率偏差
原因：實際采樣時鐘與理論值存在偏差。
影響：
截止頻率偏移。
頻譜混疊。
優(yōu)化：使用高精度時鐘源（如TCXO），或通過數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL）校準采樣率。
2.濾波器結構誤差
原因：不同濾波器結構（如直接型、級聯(lián)型、并聯(lián)型）對誤差的敏感度不同。
例：直接型IIR濾波器對系數(shù)量化誤差敏感，而級聯(lián)型結構可通過分段減少誤差累積。
影響：頻響特性畸變或穩(wěn)定性下降。
優(yōu)化：選擇抗誤差能力強的結構。
3.非理想器件特性
原因：
ADC/DAC的非線性。
運算放大器的帶寬限制或噪聲（模擬濾波器前置/后置電路）。
影響：
諧波失真（HD）或互調失真（IMD）增加。
信噪比（SNR）下降。
優(yōu)化：選用高性能器件。
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