Filtracja Sygnału w Spektrometrii TOZE Pomiarowej
- Szczegóły
W dyskusji poruszono problem eliminacji szybkozmiennych zakłóceń z wolnozmiennego sygnału pomiarowego. Mam sygnał z pomiarów wielkości, która zmienia się powoli, na który nakładają się szybkozmienny zakłócenia.
Można oczywiście zastosować flltr dolnoprzepustowy, i gdyby zakłócenia były przez cały czas, to byłby to pewnie najlepszy sposób. Jedynym sensownym filtrem jest więc filtr dolnoprzepustowy.
Charakterystyka Zakłóceń
Jak szybko zmienny sygnał? Spodziewam się paczek zakłóceń o szerokim widmie - od dziesiątek Hz do dziesiątek MHz. Niestety, nie mam informacji o tym, jakie będą parametry zakłóceń - ten układ dopiero jest budowany. A może będą zakłócenia w postaci "paczek" o czasie trwania paru milisekund, powtarzających się co 10 milisekund?
Rodzaje Zakłóceń
- Zakłócenia ciągłe, np. przydźwięk sieci 50Hz i harmoniczne.
- Zakłócenia impulsowe od przetwornic.
- Zakłócenia w postaci "paczek" o czasie trwania paru milisekund.
Metody Filtracji
Ale moje pytanie jest takie: czy jest jakiś taki sposób filtrowania, który gdzieś został opisany (np. w bibliotece LabVIEW widziałem spory wybór, ale wyłącznie nie takie, jak trzeba).
Filtry Analogowe
Najlepiej najszybsze zakłócenia wyfiltrować analogowo, przed ADC. Do takich zakłóceń jest filtr, i jest dość prosty. Jeżeli jest potrzebny filtr (w dodatku bardzo prosty i tani), to należy go użyć.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Filtry Cyfrowe
Użytkownik poszukiwał efektywnego algorytmu filtrowania, który mógłby działać w czasie rzeczywistym, z ograniczonymi zasobami. Zasugerowano różne metody, w tym filtry dolnoprzepustowe, filtry medianowe oraz uśrednianie wykładnicze.
Z kolei IIR mający pracować na niskiej częstotliwości próbkowania daje się zrobić na jednym bloku MUL/ADD. Albo na upartego nawet z pominięciem tego bloku.
HDL Coder z pakietu Matlab generuje VHDL na podstawie wyklikanego filtra. Altera/Intel w pakiecie Quartus dostarcza narzędzie, które potrafi wygenerować filtr na podstawie współczynników.
Sprzęt i Oprogramowanie
ADC ma czas przetwarzania kilka us, i przypuszczam, że ma koraliki, jeśli tylko do czegoś pomagają - to jest sprzęt NI. Kiedyś robiłem projekt na sprzęcie od NI to jeszcze dochodzi pudło z kondycjonowaniem sygnału, bo nie za bardzo chcesz wpinać bezpośrednio sygnał z czujnika gdzie mówisz że są niewiadome zakłócenia...
Wskazano na model przetwornika NI-9205 oraz na potrzebę zastosowania odpowiednich filtrów antyaliasingowych.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Wyzwania i Ograniczenia
Podkreślono znaczenie eliminacji zakłóceń na etapie analogowym przed przetwornikiem ADC, zwłaszcza w kontekście zakłóceń o wysokiej częstotliwości.
Żeby zaprojektować filtr trzeba znać rodzaj przetwornika. A jeżeli jest to SD, to czy próbuje jeden sygnał, czy kilka.
Ale próbkę dostaję co kilka mikrosekund - po kolei ze wszystkich wejść. A to już spore obciążenie procesora... Ilość kanałów trochę utrudnia. Ale mimo to można to obrobić. Drugi procesor też by nie było złym rozwiązaniem. To co masz to całkiem powolne strumienie danych. Idealne do obróbki na uC. Obróbka na FPGA jest czasochłonna w napisaniu.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
tags: #filtracja #sygnalu #w #spektrometrycznym #toze #pomiarowym
