Доброго времени суток!

Суть проблемы такова: есть фото-датчик (обычный фотодиод + резистор подтянутый на 3.3), используется как индикатор свечения флоурисцентной лампы. Поскольку лампа не просто светит а "мерцает" с частотой сети, то сигнал, снимаемый с датчика, образует сумму постоянной составляющей и переменной отдаленной похожей половину периода синуса, вдобавок разночастотные помехи, которые весело резвятся "поверх" сигнала. Первоначально я просто делал скользящее осреднение по периоду мерцания лампы, но нет-нет по неясной причине АЦП выдавал неприлично высокий уровень (как будто нет свечения вообще) и выскакивала ошибка свечения лампы. Тогда я решал эту проблему всякими неприличными алгоритмическими ветвлениями, но теперь решил попробовать цифровой фильтр. Вкратце ознакомился с общей теорией отсюда, воспользовался вот этой программой и сгенерил код со следеющими параметрами: iir-ФНЧ Батервотра 4-го порядка, частота выборок 103 герца, частота среза 13 Гц (по-правде говоря пробовал разные значения, просто здесь привожу последнее, 103 герца из соображений, что фильтр не борется с частотами кратными частоте найквиста, а 13 Гц потому что меньше 50 и время переходного процесса не слишком большое). Далее настроил высокоприритетную задачу которая опрашивала АЦП с частотой 103 Гц и данные отправляла в фильтр, возвращаемое значение выводилось мне. Вообщем никакой фильтрации я не увидел, не знаю как там с помехами, но 50 Гц точно не подавляет, показания "пляшут". Ниже привожу код фильтра и задачи которая вызывает фильтр. Может кто-нибудь подскажет, что я делаю не так, буду очень признателен.

Фильтр:


Задача вызывающая фильтр:


Спасибо!

Сообщение отредактировал yanvasiij - Mar 21 2013, 13:02

1. чтобы посмотреть, что не так, подайте на вход Вашего фильтра отсчеты синусоиды с разными амплитудами и частотами. Посмотрите, как фильр себя ведет. Сымитируйте АЦП, когда на его входе отсчеты синусоиды.

2. Если у Вас присутствуют импульсные помехи, то вместо линейного фильтра (в Вашем случае ск. среднего или БИХ) было бы эффективней использовать медианный фильтр, как устройство для оценки "среднего" значения.

3. Ну и конечно логически инвертировать отсчет АЦП, а потом накладывать маску - это какая-то военная хитрость

Частота дискретизации 400 Гц поможет. Лампа вспыхивает 100 Гц.

Если задача - обнаружение факта излучения со вменяемой скорострельностью, то не нужны никакие хитроумности в цифровой фильтрации.

Варианты с частотой среза ~10 Гц:
1. RC-цепочка
2. Предварительный ФНЧ нужного порядка на ОУ.

Чтобы было понятно - частота среза 10 Гц гарантирует с использованием компаратора на постоянном пороге переключения время реакции примерно в 0.2 сек.

Дмитрий_Б, Fat Robot спасибо! Дмитрий_Б оказался прав. Все просто прекрасно заработало при изменении частоты дискретизации. Правда очень многое осталось неясным.

Во-первых, при настройке фильтра на 400 Гц он не работал, входил в какой-то непонятный колебательный процесс и даже в отсутствии сигнала выдавал какой то бешенный рандом в диапазоне от нуля до максимума. Когда при очередном изменении я случайно настроил фильтр на 200 Гц, а частота задачи вызывающей фильтр так и осталась 400 Гц он заработал, при чем настолько хорошо заработал, что я даже опешил - можно посторить АЧХ и оно совпадет с картинкой на проге. Это мне не понятно, выходит прога неверно генерит код?

Во-вторых, если я ставлю порядок выше 3-го фильтр начинает "колебаться", как я это уже упомянул. При частоте среза ниже 4 Гц включительно, фильтр начинает работать нормально, но как только "видит" мои колебания в 100 Гц снова срывается и начинает рандомно колебаться и уже не восстанавливается даже в отсутствии сигнала. Сейчас у меня 2-ой порядок частота среза 5 Гц, частота дискретизации выставленная в программе 200 Гц, а реально вызывается 400 Гц. Кажется, что все работает отлично, но может ли такое случится, что при помехе некоторой частоты он также сорвется? Может это из-за целочисленных вычислений (мне не хотелось связываться с float и я выбрал целочисленный способ)?

Имитировать частоты софтовым способом, как сказал Fat Robot, я не стал. Поскольку синус, который я буду таким образом подавать будет полностью синхронизирован с частотой работы задачи, вызывающей фильтр. Я думаю просто воспользоваться генератором сигналов, хотябы с той же звуковой карты. А вот про медианный фильтр наверно хорошая идея, вот только тут у меня знаний еще меньше чем в области БИХ и КИХ фильтров. Что же касается инверсии, то это делает специально, мне же нужно свечение, а оно тем больше чем меньше напряжение на АЦП.

TSerg схемотехнические способы не рассматриваю в принципе. Зачем что-то городить на плате, если можно софтовым способом убрать?

Вообщем, всем большое спасибо!

Сообщение отредактировал yanvasiij - Mar 22 2013, 09:18