Он использует то, что называется фильтром. Вы можете создавать фильтры из всевозможных вещей.
Фильтры RC, сделанные из резисторов и конденсаторов, являются, вероятно, самыми простыми для понимания. По сути, конденсатор действует как резистор, но с разным сопротивлением на разных частотах. Когда вы добавляете резистор, вы можете создать делитель напряжения, который зависит от частоты. Это называется RC фильтр. Вы можете сделать фильтры верхних и нижних частот с одним резистором и одним конденсатором. Фильтр нижних частот предназначен для пропускания низких частот и блокирования высоких частот, в то время как фильтр верхних частот делает обратное. Низкочастотный сигнал в ряду с верхним частотом образует полосу пропускания, которая пропускает частоты в некотором диапазоне и блокирует другие частоты. Обратите внимание, что работа RC-фильтра (и большинства фильтров в этом отношении) будет зависеть от источника и импеданса нагрузки.
смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab
Фильтры также могут быть сделаны с другими компонентами, такими как индукторы. Индукторы также действуют как резисторы, но они изменяются в противоположном направлении как конденсаторы. На низких частотах индуктор выглядит коротким, а конденсатор - разомкнутым. На высоких частотах индуктор выглядит как разомкнутый, а конденсатор - как короткое замыкание. LC-фильтры представляют собой тип фильтра, построенный с индукторами и конденсаторами. Можно создать довольно острый LC-фильтр, который быстро отключается и легко настраивается с помощью переменного конденсатора. Это то, что обычно делается для простых радиостанций, таких как кристаллические.
смоделировать эту схему
Вы можете сделать полосовые фильтры из всего, что имеет резонансную частоту. Конденсатор и индуктор последовательно или параллельно образуют резонансный контур резервуара, который можно использовать в качестве полосового или полосового фильтра, в зависимости от того, как именно вы его подключите. Антенна также является полосовым фильтром - она будет хорошо принимать только те частоты, которые имеют длину волны, соответствующую размеру антенны. Слишком большой или слишком маленький, и это не сработает. Полости также могут быть использованы в качестве фильтров - запечатанный металлический ящик имеет различные режимы стоячей волны, и их можно использовать для использования в качестве фильтров. Электронные волны также могут быть преобразованы в другие волны, такие как акустические волны, и отфильтрованы. Фильтры SAW (поверхностные акустические волны) и кристаллические фильтры работают с помощью механического резонанса и используют пьезоэлектрический эффект для взаимодействия с цепью. Также возможно построить фильтры из линий передачи, используя их индуктивность и емкость, а также используя конструктивные и разрушительные помехи, которые возникают в результате отражений. Я видел несколько микроволновых фильтров, которые сделаны из сумасшедшего кусочка меди, напечатанного на печатной плате. Они называютсяфильтры распределенных элементов . Между прочим, большинство этих других фильтров могут быть смоделированы как схемы LC или RLC.
Теперь радио с программным обеспечением - это совсем другое животное. Поскольку вы работаете с цифровыми данными, вы не можете просто бросить резисторы и конденсаторы на проблему. Вместо этого вы можете использовать некоторые стандартные топологии фильтра, такие как FIR или IIR. Они построены из каскада множителей и сумматоров. Основная идея состоит в том, чтобы создать представление фильтра во временной области, в котором вы нуждаетесь, а затем свернуть этот фильтр с данными. Результатом являются отфильтрованные данные. Возможно создание низкочастотных и полосовых КИХ-фильтров.
Фильтрация идет рука об руку с преобразованием частоты. Есть параметр, который вы увидите повсюду, который называется Q. Это фактор качества. Для полосовых фильтров это связано с шириной полосы и центральной частотой. Если вы хотите сделать фильтр шириной 100 Гц с частотой 1 ГГц, вам понадобится фильтр с астрономически высоким Q. Его невозможно построить. Поэтому вместо этого вы фильтруете фильтр с низким Q (широким), преобразуете с понижением частоты на более низкую частоту, а затем фильтруете с помощью другого фильтра с низким Q. Однако, если вы преобразуете 1 ГГц, скажем, в 10 МГц, фильтр 100 Гц имеет гораздо более разумный Q. Это часто делается в радиостанциях и, возможно, с более чем одним преобразованием частоты. Дополнительно,
В случае цифровых фильтров, чем длиннее фильтр, тем выше Q и тем избирательнее становится фильтр. Вот пример FIR полосового фильтра:
Верхняя кривая представляет собой частотную характеристику фильтра, а нижняя кривая представляет собой график коэффициентов фильтра. Вы можете думать об этом типе фильтра как о способе поиска подходящих фигур. Коэффициенты фильтра содержат определенные частотные компоненты. Как видите, отклик немного колеблется. Идея состоит в том, что это колебание будет соответствовать входной форме волны. Частотные компоненты, которые близко совпадают, появятся на выходе, а частотные компоненты, которые не будут отменены. Сигнал фильтруется путем скольжения коэффициентов фильтра по входному сигналу по одной выборке за раз, и при каждом смещении соответствующие выборки сигнала и коэффициенты фильтра умножаются и суммируются. Это в итоге усредняет компоненты сигнала, которые не соответствуют фильтру.
соз( A ) потому что( B ) = 12( потому что( A + B ) + cos( А - Б ) )