Kysymys:
Suunnittele suodatin, joka sallii alle 5 kHz: n taajuuksien kulkevan vapaasti, mutta kaikkien yli 5,2 kHz: n taajuuksien on oltava havaitsematta
Tamir Shklaz
2018-03-10 20:32:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Suurin haasteeni tässä kysymyksessä on sen naurettavan jyrkkä kaatumisnopeus.

Oletan, että signaalia ei voida havaita, jos sen vahvistus on -20 dB.Tämä tarkoittaa, että 200 Hz: n siirtymäkaistalla signaalin voimakkuuden on laskettava 20 dB.

Jos laskelmat ovat oikein, tämä suodatin vaatii poistumisnopeuden 1200 dB / dec.Se vaatii 60 napaa, mikä ei tietenkään ole mahdollista.

Haluaisin käyttää analogista aktiivista suodatinta, jolla on minimaalinen aaltoilu päästökaistalla.Suuri vaihesiirto ei ole liian tärkeä.

Yksi mahdollinen ratkaisu on käyttää lovisuodatinta taajuudella 5,2 kHz.Lovisuodattimen kaistanleveyden yläpuolella olevia taajuuksia ei kuitenkaan vieläkään ole suodatettu riittävästi.

Korosta logiikkani puutteita ja ehdottaa mahdollisia ratkaisuja.Kiitos.

käytä elliptistä suodatinta
-20dB: n kutsuminen huomaamattomaksi on melko pitkä
Kuinka sait 4500 dB / vuosikymmen?\ $ \ log_ {10} \ frac {5.2} {5} = 0,017 \ $, mikä antaa arvon lähemmäksi 1200 dB / vuosikymmen.
@DaveTweed - Hän jakoi 4500 20: llä.
@WhatRoughBeast ???Ymmärrän, että hän jakoi 4500 20: llä saadakseen 225 pylvästä;mitä haastan, on se, kuinka hän sai 4500: n ensiksi.
Millaista vastausta odotat Tamirilta?Analoginen passiivinen / aktiivinen?Digitaalinen IIR / FIR?Digitaalinen aaltosuodatin?FFT + Poista ei-toivotut tavarat + IFFT?
Kuinka suuri päästökaistan aaltoilu on hyväksyttävää?
Ehkä voit käyttää Daubechiesin aaltopaketteja.Daubechies on kuuluisa siitä, että se on korkeintaan tasainen päästökaistalla alipäästösuodattimelle (ortogonaalisesta suodatinparista).Alikaistan hajoaminen on suunniteltava 5-5,2 kHz: n tarkkuudella, mutta se on tärkein työ.Jokainen taajuusalue, jota sinun ei tarvitse jakaa osiin, tarkoittaa joitain laskelmia.Se olisi pohjimmiltaan kaikki alueet, jotka ovat 5-5,2 kHz: n etäisyydellä.
"jossa ** minimaalinen ** aaltoilu pass-kaistalla" - "minimaalinen" ei ole eritelmä.
Puutteet ovat siinä, että selkeää määrittelyä ei ole.Mitä "vapaasti" tarkoittaa?Mikä on "havaitsematon"?Mikä on "minimaalinen"?Mikä on "ei liian tärkeä"?Tämä on tekniikkaa, ei draamaa.Spec tarvitsee numeroita.Ensimmäinen asia, jonka insinöörin tulisi tehdä tällaisten villien "teknisten ominaisuuksien" edessä, on selvittää, mitä heidän on itse suunniteltava.Tässä vaiheessa et tiedä mitä sinun on suunniteltava, ja oletusten tekeminen vie sinut aina vaikeuksiin.
Aiemmin me radiokinkut olemme käyttäneet kristallimekaanisia suodattimia tällaisiin äärimmäisiin vaatimuksiin.Sinun on määritettävä "ei-poistettava".
Kuusi vastused:
user110971
2018-03-11 00:19:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oletusarvo on, että suodattimellesi on kulunut 20 dB / dec / suodatin.Tämä ei päde kaikkiin suodatintyyppeihin.

Olkoon \ $ f_0 = 5 \ mathrm {kHz} \ $ ja \ $ f _ {\ mathrm {stop}} = 5,2 \ mathrm {kHz} \ $.Sitten $$ \ frac {f _ {\ mathrm {stop}}} {f_0} = 1,04. $$

Katsokaa tätä neljännen asteen elliptistä suodatinta, joka on otettu Wikipedia-artikkelista. elliptic

Vaikka se ei täytä tarpeitasi, voit nähdä sen olevan mahdollista.Korkeamman asteen elliptinen suodatin voi saavuttaa haluamasi.

Muista, että elliptiset suodattimet voivat häiritä asioita signaalin vaiheeseen saakka.Koska et maininnut mitään vaiheesi rajoituksista, oletin, että elliptinen suodatin sopii.

Se ei ole huono idea.6. asteen elliptisen LPF: n siirtymä on riittävän jyrkkä, jos 3dB-päästökaistan aaltoilu ja maks.-20dB vuoto taajuudella 5200Hz ja sitä korkeammalla.Tulos saatiin suodatinlaskimella, syötin vain erilaisia järjestyksiä ja rajoja, kunnes oikea taajuusvaste nousi esiin.Kuudes järjestys tarkoittaa vain kolmea toisen asteen lohkoa.Ei aavistustakaan, onko se toteutettavissa käytännössä tavallisilla komponenttitoleransseilla analogisena opamp-suodattimena.Se tarvitsee lisää simulaatioita.
Hei ja kiitos mukavasta vastauksesta.Vain uteliaisuus, kun katson wikipediaa, napat näyttävät olevan ellipsissä, onko nimi siitä peräisin vai onko se sattumaa?
@mathreadler Uskon, että nimi tulee elliptisestä rationaalisesta funktiosta, joka näkyy elliptisen suodattimen siirtofunktiossa.Elliptisten suodattimien navat ovat Jacobin elliptisen kosinifunktion funktio.Siksi he makaavat ellipsillä.
Olin Lathrop
2018-03-11 00:28:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tällainen jyrkkä kaatuminen vaatii digitaalisen suodattimen.Älä edes ajattele analogista.Sinun on sekoitettava tulo sinc-toiminnolla.Sinc-toiminnon leveys (ydinpisteiden määrä) määrittää pysäytyskaistan vaimennuksen.

En ole suorittanut matematiikkaa, mutta joissakin erittäin nopeissa (voi olla pois päältä, työsi suorittaa kunnolla) laskelmissa sanotaan, että tarvitset todennäköisesti muutama 100 pistettä, jos näytteenotto on 20 kHz.200 pistettä 20 kHz: llä tarkoittaa 4 MHz: n MAC-nopeutta.Se on toteutettavissa, itse asiassa selvästi alle sen, mitä modernit DSP: t voivat tehdä melko helposti.Se tarkoittaa, että ongelmasi on melko helposti käsiteltävä.Jotain E-sarjan dsPIC: n tapaan tämä voidaan tehdä, ja se on melko matala, jos etsit vain DSP-ominaisuuksia.

tämä on itse asiassa FIR-suodatin.Nopea simulointi osoitti, että 128 hana suodatin suorakulmainen käämitys riittää.Kertoimet otetaan ideaalisen 5100 Hz: n LPF: n sinc-impulssivasteesta.Ensimmäinen sivukuva on vain -20dB noin.5250Hz (suodatinlaskurista katsottuna)
@user: OK, joten se tarkoittaa, että se on todella hieman helpompaa kuin edellä oleva karkea arvio.Teisin luultavasti ytimen hieman laajemmaksi, vain jotta minulla olisi jonkin verran liikkumavaraa, varsinkin kun se on silti hyvin edes vaatimattoman DSP: n kyvyssä.
Suodattimelle ja käytetylle ikkunatoiminnolle on todella hyvät resurssit: Pidän henkilökohtaisesti osoitteesta http://www.dspguide.com/
user287001
2018-03-10 21:00:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jos sallit huomattavan viiveen tai käsittelet tallennetun signaalin, voit yksinkertaisesti suorittaa FFT: n, poistaa ei-toivotut komponentit ja kääntää muunnoksen.Sinun on katkaistava fft asianmukaisella ikkunatoiminnolla, jotta soitto pysyy hyväksyttävänä.

Luulen, että tämän kapean siirtymäkaistan kohdalla sinun on sanottava paljon enemmän siitä, miten ikkunatoiminto valitaan, jotta tämä vastaus olisi hyödyllinen ongelman ratkaisemisessa.
bobflux
2018-03-11 03:44:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Valitsin audiokoodekkisirun (ADC + DAC), reititin ADC: n digitaalilähdön DAC-tuloon ja asetin näytetaajuudeksi 10 kHz.

Nämä sirut sisältävät jo tarvitsemasi digitaalisen suodatinmoottorin.Nopea tietolomaketarkistus näyttää vahvistavan, että saat tarvitsemasi suodattimen suorituskyvyn.

Oletko varma siitä?
En ole 100% varma, mutta en näe mitään syytä, miksi se ei toimisi sigma-delta-koodekin kanssa, jotkut voivat ottaa näytteen jopa 8 kHz: iin ...
Mutta tarkoitan, miksi uskot, että se hylkää ei-toivotut taajuudet sen sijaan, että peittäisi ne?
Tavallinen audio-ADC on sigma-delta, jolla on valtava ylinäytteistyskerroin, jota seuraa terävä digitaalinen suodatin.Suurin osa näistä kestää välillä Fs = 8k - 96-192k.Aliasingia vältetään yksinkertaisella 1. asteen alipäästöllä ennen ADC: tä, ja ylinäytteistys huolehtii siitä.Niiden pitäisi toimia hyvin noin Fs = 10kHz oikealla kellotaajuudella.
mathreadler
2018-03-11 18:07:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sinulla on jo monia mukavia vastauksia hyvillä perinteisillä ratkaisuilla, elliptisillä suodattimilla, (lyhyessä ajassa) FFT: llä jne., joten ajattelin, että voisin lisätä jotain alikaistakoodauksen / aallonmuunnoksen maailmasta.

Alikaistan koodaus tarkoittaa taajuusspektrin jakamista "säiliöiksi", jokaisella näistä säiliöistä on oma liitetty suodatin. Tiukemmat bändit, laajemmat suodattimet aikatasossa (luonnollisesti) - mutta alueilla, joilla emme tarvitse kovin tiukkoja kaistoja, voimme päästä eroon todella lyhyistä & -hinnoittelusuodattimista.

Aallot ovat toimintoja, jotka ovat seurausta tietyntyyppisistä alikaistan suodattimista, jotka syntyvät iteroidulla suodatuksella ja sen jälkeen alinäytteellä.

Ajatuksena olisi löytää kiinnostavat alikaistat, joiden avulla voimme puristaa laskutoimituksia eniten, mutta saamme silti hyvän tarkkuuden kiinnostavalla kaistalla.

Esimerkki Daubechies 12 -napautuspakettien hajoamisesta kolmella tasolla (Wikipedia):

Enter image description here

Voimme sitten tiivistää nämä valinnaisesti saadaksemme haluamamme vastauksen. Ja ne, joita emme halua lisätä - meidän ei tarvitse edes laskea! Tarvitsemme ohuempia lähempänä 5-5,2 kHz: n kaistaa, jotta voimme saada tarpeeksi jyrkän käyttäytymisen. Mutta toisaalta, kaukana 5-5,2 kHz: n kaistasta voimme päästä eroon vain muutamalla alajaolla.

Tämä on enemmän mainos kuin vastaus.
@HarrySvensson Voin yrittää olla täsmällisempi, mutta minulla ei ole niin paljon vapaa-aikaa näinä päivinä kuin jouduin parantamaan vastauksia.
analogsystemsrf
2018-03-10 23:16:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

jos pystyt takaamaan sinimuotoisen tulon, yhden kuvan monostabiili (74121) voi riittää.Tai uudelleen käynnistettävä 122/123.

Käytä vertailua ennen 74121/122/123

Joissakin MCU: issa on oheislaitteina analogiset komparaattorit;Kun se on muunnettu neliöaalloksi, voit käyttää ajastimia jne. havaitaksesi yli / alle 5000 Hz: n, jos MCU: lla on XTAL-vakaa kello.Lämpötilaherkän monostabiilin ei tarvita.

Mielenkiintoista, mutta mikä ajattelee syötteen olevan sinimuotoinen?Näyttää melko utopiselta tehdä tämä oletus ilman erityistä syytä.
mielestäni asettamalla hänen vastauksensa 4 ensimmäistä sanaa "jos pystyt takaamaan", tämä on uusi ratkaisu.
Käytin tätä lähestymistapaa (uudelleenkäynnistettävä 74123) havaitsemaan pyörän lukkiutumisen luistonestojärjestelmässä;kun 74123 aikakatkaistiin, hydraulisylinteriä ajettiin 2N3055: stä pulssimaan jarrut.Saimme vain noin 2 pulssia sekunnissa hydraulisen aikavakauden takia.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...