caxapa.ru :: Зачем фильтровать до АЦП? Проще разогнать скорость оцифровки, чтобы даже антиалиасинг не потребовался.

Evgeny_CD, Архитектор (15.01.2021 09:58, просмотров: 283) ответил _ctac_ на Если бы сигнал огибающей был непрерывный, то да я взял бы поставил фильтр 1-го порядка, потом сигма-дельта ацп с частотой выборки от 1 до 10 квыборк/с,

Зачем фильтровать до АЦП? Проще разогнать скорость оцифровки, чтобы даже антиалиасинг не потребовался.

Ответить

- У меня есть сомнения, что оверсэмплинг работает, если выборки идут не равномерно с частотой 10к, а с паузами в 20 мс, фактически 50Гц частота преобразования получается - _ctac_(15.01.2021 10:20)
  - Может я чего не так понял, но антиалиасинг по входу не может быть уже 2 кГц, иначе сигнал будет развален. А фактически фильтрация одного импульса даст полосу не менее 1 кГц (1 мс время накопления). Затем следует, по сути, децимация - отсчеты с частотой 50 Гц. Со всеми вытекающими последствиями для АЧХ - антиалиасинг тут невозможен. - my504(15.01.2021 11:09)
    - Согласен, поэтому и хотел оверсэплинг. Антиалиасинг по входу и рассчитывался на 2-3 кГц и последующий оверсэмплинг с частотой 30 kSPS, а потом децимация и КИХ с частотой среза 15-20 Гц и подавление не менее -60дБ. Для непрерывного сигнала это классика (ну конечно параметры фильтров и частота преобразования свои), а вот для данного случая это корректно? Смогу я получить конечную АЧХ с частотой среза 15-20 Гц? - _ctac_(15.01.2021 11:53)
      - АЧХ с основным спектром 0...15 Гц вы получите, но зеркальные полосы вплоть до 1 кГц так и останутся. Никаких шансов на "склейку" импульсов-кадров для реализации псевдонепрерывного сигнала у вас нет. Все очень просто доказывается. Возьмите, например, помеху с частотой 45 Гц и вам все сразу станет очевидно. Эта частота не будет "склеена" как непрерывный сигнал. В этом и проблема. my504(216 знак., 15.01.2021 13:19)
        
        Вообщем, то догадывался, что чуда не будет, но надо было от кого это услышать :) Спасибо. - _ctac_(15.01.2021 13:30)
        
        Единственный шанс на фильтрацию такого сигнала - нелинейный фильтр. Начните с медианного. То есть делаете скользящее окно-буфер на некоторое количество импульсов-кадров (естественно, что сигнал уже децимирован, то есть импульс - один отсчет - результат фильтрации по входу). Можно поизобретать другие нелинейные фильтры, типа правила трех сигм, например. Это статистический пороговый фильтр. - my504(15.01.2021 13:39)
      - Наконец-то понял идею. Но какая разница "непрерывный сигнал" или импульсы? Почему не должно работать? Слово "оверсэмплинг" нужно заменить на "дискретизация", "оцифровка" (приличный антиалиас фильтр на ОУ сделать не удастся). Потом КИХ/БИХ и только потом децимация. fk0(793 знак., 15.01.2021 12:55)
        
        Сигнал конечный, отсчетов мало (25, например), как мне реализовать фильтр с моими требования? Я себе сказал, только за счет избыточной информации. А вот является ли информация заключенная в одном импульсе действительно избыточной, чтобы подавить помехи с частотами выше 20Гц. для серии из 25 таких импульсов. - _ctac_(15.01.2021 13:04)
        
        Сигнал, ясное дело, дополнить нулями до и после, пока результат из фильтра не выйдет. Конечно, сделать фильтр с частотой среза приближающейся к частоте дискретизации не выйдет. Поэтому частота дискретизации на входе фильтра должна быть выше. В варианте с нелинейным алгоритмом ([1], [2]) это значит, что его выход должен сэмплироваться 50 раз в секунду и, условно, между сэмплами вставляться ещё по сколько-то десятков нулей. В твоём варианте после оцифровки (10..30кГц) сразу fk0(441 знак., 16.01.2021 03:20, ссылка, ссылка)
  - Выборки делает АЦП на основе своей таковой. Нет никакой связи с импульсами на входе. И взятие отчетов строго синхронное. Всю полноту информации о любом входном сигнале по отсчета можно восстановить. - Evgeny_CD(15.01.2021 10:25)
    - Это если АЦП относится к типу SAR, а если это сигма-дельта, то в его внутреннем конвейере данных идёт усреднение по N предыдущих отсчётов: там же sinc фильтр на выходе. - teap0t(15.01.2021 11:58, ссылка, ссылка)
      - если АЦП (сигма-дельта) имеет вход синхронизации, то в момент синхроимпульса аккумулятор фильтров сбрасывается, например, у ads1271 - _ctac_(15.01.2021 12:03)
        
        Есть и программная синхронизация (инициализация). Но это специальное действие, которое требует последующего заполнения буфера цифрового фильтра, прежде чем данные появятся на выходе, т.е. увеличивает латентность. А если измерения вести непрерывно, то разницы между SAR и сигма-дельта не будет (почти). - teap0t(15.01.2021 12:22)
    - Спасибо, развеяли мои сомнения. Я параллельно посмотрел аналогичные представления сигнала -АИМ. Все должно получиться. - _ctac_(15.01.2021 11:09)
      - Видимо, я не совсем прав. Но до конца то, что не удастся подавить зеркальные полосы, у меня в голове не укладывается. Думать надо. - Evgeny_CD(15.01.2021 14:19)
        
        Что ты называешь "зеркальными полосами"??? Обычно это результат переноса частот в гетеродинном приёмнике или "aliasing" при сэмплировании (оцифровке) без предварительного фильтра. Но здесь-то оно откуда берётся и зачем вообще нужно? Обычно от "алиасинга" избавляются сразу, аналогово и до АЦП, т.к. алиасы возникают в каких попало частях спектра и только мешают. Иногда их используют с пользой, но для этого нужно наоборот, на входе АЦП всё вырезать кроме узенькой полосы, что fk0(35 знак., 16.01.2021 03:28)
        
        Зеркальные полосы цифрового фильтра - это стробоскопический эффект связанный с низкой частотой отсчетов, что приводит к повторению АЧХ фильтра выше частоты дискретизации. С точки зрения переноса спектра - это результат амплитудной модуляции исходного аналогового сигнала функцией семплирующей этот сигнал в УВХ. Функция семплирования - импульсы с частотой семплирования. Вот на всех составляющих спектра этой функции мы получим по два АЧХ фильтра зеркально относительно этих my504(709 знак., 16.01.2021 09:01, картинка)
        
        А почему не вот так? Nikolay_Po(1 знак., 16.01.2021 09:57, картинка)
        
        Я полагаю автора достаточно сообразительным, чтобы понять, что при такой модели следует семплировать сигнал не только в импульсе модуляции... Вы не согласны? my504(430 знак., 16.01.2021 10:56)
        
        Евгений, не усложняйте. Добавьте в модель рассмотрения ЦАП, который после фильтрации по входному сигналу (1 кГц) восстановит сигнал и снова его отсемплируйте с частотой 50 Гц. Очевидно, что все зеркальные полосы в полосе 25....1000 Гц как миленькие будут на своих местах. Просто потому, что помеха НЕПРЕРЫВНА, в отличии от сигнала. И практика это доказывает, если что. - my504(15.01.2021 14:30)
        
        Как водится, хочется... ть природу :) - Evgeny_CD(15.01.2021 14:31)

Средства и методы разработки