Добрый день.
Мне впервые досталась задача, для решения которой надо применить ЦОС.
Вообще с електроникой и контроллерами работаю давно.

Задача такая: измерение трёхфазного напряжения промышленной частоты.
Надо выделить из напряжения каждой фазы основную частоту,
и измерить её действующее значение и фазу.

Посоветуйте пожалуйста, с чего лучше начать изучение алгоритмов ЦОС.
Что почитать, какие сайты посмотреть.

Я рекомендую начинающим книжку Отнес, Эноксон. Прикладной анализ временных рядов.
Там детально популярно объясняется и спектральный анализ с пом. ДПФ-БПФ.

А какую подготовку Вы имеете? Если ни разу ничем подобным Вы не занимались, потратьте полдня на эту книгу.
Юкио Сато «Обработка сигналов, первое знакомство»
Нигде более доступно азы не излагаются. За ней - Сергиенко, ну а потом - умные монографии.

to Pavel_SSS

Измерением занимаюсь давно, но ДПФ-БПФ ранее не занимался.

Спасибо за совет, посмотрю.




Спасибо за рекомендацию, посмотрю.

С ДПФ начните, это на порядок проще, чем БПФ. А результат вычисления тот же. По времени, правда, проиграете - БПФ считается гораздо быстрее. Зато сможете максимально быстро начать реализовывать проект и получить вполне ощутимый результат. В дополнение к тому, что вам посоветовали, могу еще указать на книгу Айфичера и Джервиса:

http://lord-n.narod.ru/walla.html

и книгу "Цифровая обработка сигналов" Ричарда Лайонса. Ну и базовую математическую подготовку еще никто не отменял ...

Многое зависит от требуемой точности. Или от необходимости определить реальную частоту напряжения промышленной частоты. Насчет книг согласен, но настоящее понимание у меня появилось только после реальных экспериментов с реальными АЦП и БПФ на реальном микропроцессоре. Графический экран и логарифмический масштаб тоже требуются. На начальном этапе обучения матлаб это заменяет плохо.
Как пример вопрос оценки реальной частоты вообще не поднимается в большинстве книг. Однако поискав в интернете по слову "estimation" (оценка) можно найти сотни публикаций с реальными рекомендациями.
Так что сначала должна быть база для экспериментов с трехканальным вводом на частоте раз в 20 выше частоты промышленной сети. А после уже книги и сами эксперименты.

В смысле ? Трудно определить реальную частоту сигнала ? Лет 10 назад начинал с написания АОНа, сначала на ДПФ, потом на БПФ. Подавал на свою простейшую платку сигнал с Г3-118, от сотен Герц до килогерц, и довольно точно, с точностью до процента, а то и выше, определял частоту (деталей не помню за давностью лет). А начинал я все-таки с книги ("Радиотехнические цепи и сигналы" Баскакова, других просто не было под рукой). Без минимальной теор. подготовки экспериментировать нет смысла, т.е., начать придется все-таки с книг ...

Баскакова по доброй воле невозможно читать, только под угрозой отчисления. А если серьезно - то классический курс, сухой но обстоятельный.

Потом были Рабинер и Гоулд, но это потом. Начиналось все именно с Баскакова. Но зато сколько удовольствия я получил, когда это все заработало

Спасибо всем за советы и желание помочь.



О базе для экспериментов.
Думаю что для начала можно отработать алгоритм и на одном канале,
не обязательно сразу браться за все три канала.
Сейчас у меня под руками есть:
стандартный генератор синусоидальных сигналов,
12 разрядный АЦП,
контроллер ATmega128 с LCD индикатором 2X16.
Неужели этого не хватит для начала ?
По крайней мере, для отработки алгоритма измерения действующего напряжения одной фазы.
Для отработки измерения сдвига фазы, наверное без второго канала уже не обойтись.
А три канала понадобятся уже в самом конце.
Или я заблуждаюсь?



Я правильно Вас понял,
что для измерения достаточно за период сети сделать 20 измерений мгновенных значений каждой фазы,
и обработать их по определённому алгоритму ?



Точность измерения действующего значения 1% вполне устроит.
Повидимому точность измерения будет сильно зависеть от количества измерений за период,
или она больше зависит от точности измерения мгновенных значений, т.е. от точности АЦП.
Для точности 1%, 20 измерений за период, и 12 разрядного АЦП будет достаточно?



Скажите, вычислительных возможностей контроллера ATmega128, при частоте 16МГц,
для такой задачи будет достаточно, или придётся осваивать ещё и сигнальный процессор?
При условии, что результат измерения нужно получать за каждый период сети.




Обьясните пожалуйста, почему обязательно будет нужен графический экран и логарифмический масштаб.
Без них никак нельзя обойтись?

Точность 1 процент Вы прекрасно получите считая интервал между переходами сигнала через нуль тупо компаратором и усредняя это значение. Соответственно, потребуется очень мало ресурсов и не потребуется какого-либо изучения ЦОС.

Тут большее значение имеет то, как часто Вам надо получать результат измерения. Если раз в секунду - то считайте переходы через 0 и усредняйте. Если раз в миллисекунду - то тогда изучайте ЦОС...

Сообщение отредактировал Pavel_SSS - Mar 6 2012, 09:52

1.Именно для Вашей задачи с Вашей точностью (если частоту определять не надо) пожалуй хватит. Взять данные за несколько периодов - умножить данные на синус - просуммировать - умножить данные на косинус - просуммировать - для амплитуды взять корень из суммы квадратов и извлечь корень - для фазы разделить меньшее на большее взять арктангенс и добавить пи/2 в зависимости от квадранта - сделать это 3 раза даже не прекращая ввод АЦП по прерываниям - это сделать можно. А какой период измерения нужен?

2.Вы хотели начать изучать ЦОС. По книгам трудно прочувствовать БПФ или фильтры и совершенно невозможно прочувствовать реальный АЦП. Графический экран БПФ логарифмический масштаб спектра и реальные измерения на своем АЦП - надо быть гением чтобы все понять по описаниям.

3.Совершенно не обязательно делать все на микропроцессоре. Достаточно связать Ваше устройство с ПК и сделать обработку там или воспользоваться готовыми программами.

Сообщение отредактировал SPACUM - Mar 6 2012, 12:46

А есть ли какая то литература по алгоритмам ЦОС при реализации в железе?
Интересует конечно же не только FFT/DFT, и желательно чтобы было минимум теории и максимум схематехники. Возможно, какие то руководства/учебники по проектированию сигнальных процессоров, или наподобие.

Если и есть, то они вам пока не нужны. Напишите реализацию для PC, хоть на Си, хоть на Паскале, скармливайте этой реализации свои реальные данные и анализируйте получаемые результаты. А потом (если захотите) можно будет поискать указанные вами книги ...

P.S. А без теории тут делать нечего, в принципе. Так что придется хоть немного в нее вникнуть, благо она не слишком сложна ...

Вместо ДПФ лучше воспользоваться Герцелем. Результат то же но хранить коэффициенты Cos и Sin не нужно. Да и вычислитель но чуть лучьше.