caxapa.ru :: Программная фильтрация. Чаще всего для фильтрации используется апериодическое звено

Связанные сообщения

General^изверг (22.08.2023 21:44 - 23:06, просмотров: 21498)

Программная фильтрация. Чаще всего для фильтрации используется апериодическое звено - аналог RC-цепочки.

X_n - вх. сигнал

Y_n- вых. сигнал

Y_n+1 = Y_n + (X_n+1 -Y_n) * α, где 0 < α < 1

при этом одним из достоинств является легкое регулирование "постоянной времени"

крутизна у такого фильтра никакая,

казалось бы - взять да заменить FIR или IIR

потому как частота отсчётов сигма-дельта АЦП это единицы-десятки герц

и производительности процессора хватит тапов на 30-50

однако как относительно просто перестраивать частоту среза FIR/IIR в широких диапазонах?

то есть при перестройке "постоянной времени" от единиц до сотен секунд необходимо перевычислять коэффициенты.

ищу готовое решение

скопировал-вставил

Брижит Бардо в купальнике выглядит талантливее, чем Фаина Раневская @Гайдай

Ответить

- На 8 битном фильтрацию сдвигами вместо умножения делал, работает, Visitor(313 знак., 24.08.2023 11:41)
- Не копал глубоко. Но положил себе в закладки. Гляньте этот код: Nikolay_Po(62 знак., 23.08.2023 15:53, ссылка, ссылка)
  - спасибо поковыряюсь - General^изверг(23.08.2023 23:00)
    - Расскажете, что накопали, в общих чертах? Мне нужно будет, но руки не доходят, не до того, более срочные вещи программируем. - Nikolay_Po(24.08.2023 09:56)
- Вот такой фильтр сделать и прекрасно все регулируется тремя числами на лету Alt@ir(9 знак., 23.08.2023 15:15, ссылка, youtube)
- Нашёл в своих архивах расчёт БИХ ФНЧ 2-го порядка с максимально гладкой АЧХ. Может пригодится? argus98(1 знак., 23.08.2023 14:46, картинка)
  - Вполне себе интересно. А можете переписать как в General^изверг(2 знак., 23.08.2023 15:27, ссылка)
    - В Си не обучен. Делайте согласно классической картинке argus98(1 знак., 23.08.2023 20:01, картинка)
      - Следует иметь ввиду, что исполнение рекурсивных фильтров в целых числах - сложная задача из-за шума квантования (ошибок округления). Nikolay_Po(425 знак., 24.08.2023 10:07)
        
        Дополню. Существует понятие чувствительность частотной характеристики к коэффициентам фильтра. Она косвенно зависит от порядка, изначально она зависит от добротности полюсов фильтра (Im/Re). Чебышев чувствительнее Батерворта. Чем выше порядок, тем выше предельная добротность (см. картинку). Искусство проектирование фильтров - придумать такую топологию ( последовательность арифметических действий в рекуррентном выражении), чтобы чувствительность была минимальной. IBAH(1 знак., 24.08.2023 13:07, картинка)
        
        Был (есть?) такой Ланнэ - он давным давно излагал идею пересчитывать влияние части коэффициентов в другие... Снижение динамического диапазона (разрядности) коэффициентов позволяет уже избавиться от такой чувствительности. Но, конечно, с некоторым изменением АЧХ... POV(172 знак., 24.08.2023 13:20, ссылка)
        
        Ланнэ Красная книга. Кто ж не знает. IBAH(1 знак., 24.08.2023 14:11, картинка)
        
        Можно подумать, что у плавучки нет ошибок округления... Лишний байт/два/три в целочисленной арифметике (с фиксированной точкой) всегда можно добавить, а вот размер мантиссы у плавучки - хрен добавишь - argus98(24.08.2023 11:42)
        
        Да и мантиссу можно добавить. Только самому писать арифметику придецца. Было дело, писал для АВР 16р мантисса и 8р экспонента-знак. - mse homjak(24.08.2023 12:00)
        
        У современных 32р машин, легко можно работать с фиксированной точкой 16Q16. - mse homjak(24.08.2023 11:14)
- Заранее прошу меня извинить, если повторю то, что написано до меня. Однако проблему я вижу совсем не там, где ее пытаются решить. Прежде чем определять АЧХ цифрового фильтра, нужно определить ширину полосы первой зоны Найквиста и понимать, что на входе АЦП должен стоять АППАРАТНЫЙ фильтр НЧ, который подавит высшие зоны Найквиста с необходимым уровнем. Ибо никто пока не показал, что проблемные помехи лежат именно в первой. Из этого следует, что сигма-дельта АЦП может оказаться my504(106 знак., 23.08.2023 13:22)
- Ещё сумасшедшая идея. Фильтр не трогаем, зато меняем масштаб времени в потоке данных на входе и на выходе из фильтра. Децимация и интерполяция? - SciFi(23.08.2023 13:06)
- Делал такое, но для полосового фильтра первого порядка и кортексМ4. IBAH(1906 знак., 23.08.2023 12:26 - 12:54)
  - Имхо, если нет плавучки, не стоит заморачиваться. Чувствительность фильтра к коэффициентам такова, что в целых все встанет раком - IBAH(23.08.2023 12:28)
    - Господа, вы звери! (с). Видимо, для вас и строят трёх-нанометровые фабрики. - Kpoк(23.08.2023 12:46)
- Простое уравнение: Kpoк(263 знак., 23.08.2023 10:12)
  - Это-то понятно. Это так сказать физический фильтр. Однако он слабо давит. Теория для расчета таких каскадных фильтров отсутcтвует. - General^изверг(23.08.2023 14:01)
- Просто таймер перепрограммировать низя ? И обрабатывать один и тот же фильтр в прерывании таймера ? Или свободных т. / прерываний в МК нет ? - De_user(23.08.2023 08:37)
  - Нет, всё должно быть честно. - General^изверг(23.08.2023 08:54)
    - Если несколько каналов с разными параметрами - то да, только математика. Совсем сурово - с программным умножением для сдвига частоты. - De_user(23.08.2023 09:25)
- Рассчитывается КИХ фильтр так. Отклик в частотной области представляет ступеньку, во временной области представляет sinc-функцию. И если надо то наоборот. Значит наша задача не более чем сгенерировать sinc-функцию. Коэффициенты КИХ фильтра её и представляют. И вся фильтрация, т.е. фильтр будет представлять собой банальную свертку с ней, т.е. к коэффициентами). Налабал демо-код в дикой спешке, у меня нет времени писать красиво, завтра с утра ехать запускать проект и я RxTx(1988 знак., 23.08.2023 01:25, ссылка)
- Вот такой "аналог RC" чем плох? SciFi(190 знак., 22.08.2023 23:20)
  - Это почти то же, что Генерал изначально написал - Kpoк(22.08.2023 23:53)
    - именно то же самое - General^изверг(22.08.2023 23:59)
  - крутизна очень маленькая, плохо давит ВЧ - General^изверг(22.08.2023 23:49)
    - А если каскадировать? - SciFi(22.08.2023 23:50)
      - так и делаем, но как анализировать АЧХ, задержку? Это мб включено в цепь регулирования. А такие фильтры НИГДЕ НЕ ОПИСАНЫ. бля - General^изверг(22.08.2023 23:58)
        
        > но как анализировать АЧХ, задержку lloyd(159 знак., 23.08.2023 08:12)
- Вот коэффициентом и меняется. А ещё они хорошо каскадируются. - Kpoк(22.08.2023 22:21)
  - у FIR постоянная времени меняется коэффициентами? Где можно найти готовое (Ctrl-C Сtrl-V) решение? - General^изверг(22.08.2023 22:36)
    - КИХ крайне затратен на вычисления, по сравнению с БИХ. Но если очень хочется, то коэффициенты КИХ находятся через обратное косинус-преобразование Фурье от желаемой АЧХ. ps С БИХ всё сложнее - argus98(22.08.2023 22:54)
      - Мне не надо "через обратное косинус-преобразование Фурье", мне похрен АЧХ, FIR или IIR. Известна частота выборки ( 10Гц ) и число тапов ( определяется ресурсом процессора, от 13 до 31), а частота среза должна перестраиваться от 1 до 0,003 Гц - General^изверг(22.08.2023 23:13)
        
        боюсь что это импосибле... ну давайте включим логитку: шаг 1, хотим частоту среза 0,003Гц - это эквивалентно заявлению что фильтр должен иметь "постоянную времени" не менее 1/0.003 = 333 сек. шаг2, чтобы обеспечить такое время накопления фильтра нузно 333сек*10Гц = 3330 дискретных отсчетов сигнала с частотой дискретизации 10Гц. шаг3, 3330 ни разу даже близко не равно 31 отсчету....... где я не прав? нужно хотеть то что можно, и нельзя то чего ненужно. klen(1 знак., 22.08.2023 23:32, ссылка)
        
        ну примитивный БИХ (см. начало) бесплатно такое делает, неужели его как-то усовершенствовать нельзя? General^изверг(140 знак., 22.08.2023 23:56)
        
        Можно уменьшать эффективную частоту дискретизации, например, усредняя N выборок. Соответственно, у БИХ фильтра поползет вниз полоса. Типа децимации. А коэффициенты те-жэ. - mse homjak(23.08.2023 17:16)
    - Это же ИИР - Kpoк(22.08.2023 22:43)
      - да мне похрен как именно он называется, решение прошу - General^изверг(22.08.2023 23:14)
        
        утром, на трезвую голову - Kpoк(22.08.2023 23:58)
        
        Скачай WinFilter и сгенери им Си-код. RxTx(1 знак., 22.08.2023 23:16, ссылка)
        
        он сам рассчитывает коэффициенты, а мне надо их рассчитывать в МК - General^изверг(22.08.2023 23:26)
        
        Рассчитать заранее для нескольких частот среза, засунунть в таблицу в программе и брать с таблицы при работе? - symbions(22.08.2023 23:46)
        
        нет, там минимум сотня наборов, проще рассчитывать - General^изверг(22.08.2023 23:57)
        
        Ясно - symbions(23.08.2023 22:58)

Программируемая логика и ЦОС