Filtr cyfrowy - na czym ?

Apr 03, 2009 12 Replies

hello,



mam do¶æ mocno zaszumione 2 sygna³y sinusoidalne o czêstotliwo¶ci oko³o



20kHz i amplitudzie 1-2 Vpp. czêstotliwo¶æ ich zawsze bêdzie równa, bo ¼ród³em jest jeden generator, ró¿niæ siê bêd± faz±. ró¿nica fazy tych sygna³ów jest bardzo istotnym parametrem pracy urz±dzenia pewnego, trzeba wiêc je dobrze odfiltrowaæ, zeby miec co porównywaæ. w oryginalnym urz±dzeniu jest filtr Czebyszewa 4-go rzêdu w ka¿dym torze, potem komparator robi±cy kwadrat z ko³a ;) i zagadkowy uk³ad na dwóch przerzutnikach D i paru diodach dzia³aj±cy chyba jak synchroniczna bramka XOR, ale to nie jest problemem :)

jako, ze warunki pracy urz±dzenia czasem siê zmieniaj±, a konieczna jest stabilno¶æ pracy, pomysla³em nad filtrowaniem tych sygna³ów cyfrowo. pytanie pierwsze - czy jest sens porywac siê na takie banalne w sumie zagadnienie w ten sposób ? jesli tak - czy 100-150 instrukcji na 1 próbkê to dobre przybli¿enie koniecznej wydajno¶ci procesora dla realizacji wspomnianego filtru ? no i na czYm to zrobic ? przy próbkowaniu 200kHz dwóch sygna³ów wychodzi 60 MOPSów ;) a z tym obrobi sie jaki¶ niedrogi ARM za 40z³ ... plus ADC i flash jakis ... co¶ czujê jednak ze to strzelanie z armaty do wróbla ...



opinie bardziej do¶wiadczonych kolegów mile widziane :)



@

Artur Miller pisze:

Detektor fazy w lock-in'ie? ;-)

Są takie filtry dolnoprzepustowe MAX292, MAX295 itp. które można łatwo stroić. Lepsze będą band-pass, ale takie znam tylko na pasmo mikrofalowe.

U¿ytkownik "Artur Miller" snipped-for-privacy@bezmaila.org napisa³ w wiadomo¶ci news:gr5sv7$cge$ snipped-for-privacy@news.interia.pl...

spróbuj okre¶liæ precyzyjnie co tam zak³óca ? Filtr 4-go rzêdu dobrze odk³óca od góry. Mo¿e masz przyd¼wiêki 50Hz, mo¿e przypadkowe "trzaski" ? Je¶li dawaæ dodatkowe filtry to raczej ¶rodkowo-przepustowe, selektywne - pamiêtaj±c o wnoszonych przez nie b³êdach fazowych.

Roman

U¿ytkownik "Artur Miller" :

przy tak postawionych za³o¿eniach, a¿ siê prosi o wykorzystanie idea detekcji synchronicznej; je¿eli nie masz dostêpu do niezaszumionego wzorca tych

20kHz, to odpowiedni jest algorytm Goertzela; ogólnie problem sprowadzi siê do kompromisu miêdzy czasem_ustalenia/szybko¶ci_reakcji/nad±¿ania i skuteczno¶ci± filtracji/szeroko¶ci±_pr±¿ka_filtru -- to ju¿ zale¿y od twoich wymagañ/potrzeb...

U¿ytkownik "Artur Miller" :

przy tak postawionych za³o¿eniach, a¿ siê prosi o wykorzystanie idea detekcji synchronicznej; je¿eli nie masz dostêpu do niezaszumionego wzorca tych 20kHz, to odpowiedni jest algorytm Goertzela; ogólnie problem sprowadzi siê do kompromisu miêdzy czasem_ustalenia/szybko¶ci_reakcji/nad±¿ania i skuteczno¶ci± filtracji/szeroko¶ci±_pr±¿ka_filtru -- to ju¿ zale¿y od twoich wymagañ/potrzeb...

Skoro częstotliwość stała i jednakowa może analogowo detektorem kwadraturowym? Faktycznie po co tam zaraz wsadzać jakieś MOPSy :)

JanuszR

A ten generator jest dostepny ?

Bo tak na oko to najlepiej byloby wyciagnac z niego sinus i cosinus, i mnozyc odebrany sygnal kwadraturowo. A do tego to nawet troche gotowych ukladow znajdziesz, choc z dostepnoscia moze byc klopot.

J.

Ale mnozyc mozesz tez cyfrowo. Jesli tylko te szumy nie sa na tyle duze ze przetworniki A/D trzeba by za drogie, bo duzo bitow potrzeba.

J.

no i tu wracamy do pierwszego pytania - analogowo czy cyfrowo ? :) jak cyfrowo, to ca³y tor regulacji wsadzê w ARM'a, tylko zastanawiam siê czy to nie przerost formy nad tre¶ci±, bo jednak trochê MOPSów trzeba ...

podsumowuj±c w±tek - optymalnym cenowo i parametrycznie rozwi±zaniem bêdzie rozwi±zanie oryginalne, z filtrami, je¶li to oka¿e siê niewystarczaj±ce - zrobiê ca³kowicie cyfrowo.

dzieki wszystkim za pomoc :)

@

U¿ytkownik "J.F." :

to akurat w takich przypadkach (filtracja/u¶rednianie_cyfrowe <=> detekcja synchroniczna) dzia³a w drug± stronê t.zn maj±c np. przetwornik 8 bitowy, po np. 64 cyklach u¶rednieñ zaszumionego sygna³u pojawiaj± siê dodatkowe, u¿yteczne 3 bity rozdzielczo¶ci :)

ogólnie dziêki np. obecno¶ci szumów mo¿na ³adnie rejestrowaæ powtarzalne sygna³y o ampltudzie mniejszej ni¿ próg kwantyzacji i czêsto w praktyce zdarza siê to wykorzystywaæ

No niby tak, choc ja tam jakos bardziej dowierzam porzadnym systemom pomiarowym, ktore maja co mierzyc, a nie wroza z fusow :-)

J.

U¿ytkownik "J.F." :

fusy i rozk³ad normalny, to jednak nie to samo :) kilka lat temu bawi³em siê uk³adem, który w obecno¶ci statystycznych zak³óceñ _wykrywa³_ powtarzalne sygna³y o wielko¶ci 120..150uV przy czym ca³y sygna³ by³ zbierany przez 10-bitowy A/C z ~5mV :)) krokiem kwantyzacji

zjawisko to siê nazywa u¶rednianiem b³êdu kwantyzacji, poza tym warto zwróciæ na jeszcze jedn± ciekaw± cechê -- wydatne zmniejszenie nieliniowo¶ci róniczkowej przetwornika ... czasami bardzo przydatne

Ja sie doczytalem jak dziala GPS, przynajmniej jeden ze scalakow. Przetwarzanie sygnalu jest duzej czesci cyfrowe, a przetwornik ADC ...

2 bitowy :-)

Co ciekawe jak sobie to zasymulowalem, to sie okazalo ze wiecej niewiele daje ..

J.

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required