|
Синтез цифрового фильтра для данных с непостоянным интервалом дискретизации |
|
|
|
Oct 22 2015, 06:36
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 26-07-07
Из: Челябинск
Пользователь №: 29 374

|
Приветствую, уважаемые знатоки! Думаю, многие представляют и делали переход от аналогового прототипа фильтра к его цифровой БИХ реализации. Типовые решения, описанные в литературе предполагают, что частота сэмплирования данных постоянна. А мне сейчас пришлось столкнулся с задачей фильтрации сигнала, где временные интервалы между поступлением новых отсчетов непостоянны, при этом информация о времени прихода каждого отсчета есть.
Для фильтра первого порядка все вроде бы ясно - можно модифицировать традиционную структуру фильтра исправляя коэффициенты фильтра в зависимости от интервала времени между приходом отсчетов. Для фильтров более высокого порядка сложнее - в традиционной структуре остается память о нескольких отсчетах выхода системы, интервал между которыми отличается от вновь принятого. И сейчас я не знаю можно ли как-то модифицировать эту структуру для решения своей задачи.
Подскажите пожалуйста литературу или методики расчета структур, с помощью которых можно отфильтровать сигнал дискретизированный с непостоянным интервалом.
|
|
|
|
|
Oct 22 2015, 06:54
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261

|
Цитата(Alex_AZ @ Oct 22 2015, 09:36)  А мне сейчас пришлось столкнулся с задачей фильтрации сигнала, где временные интервалы между поступлением новых отсчетов непостоянны, при этом информация о времени прихода каждого отсчета есть.
Подскажите пожалуйста ... методики расчета структур, с помощью которых можно отфильтровать сигнал дискретизированный с непостоянным интервалом. Например, так: Интерполятор -> Фильтр -> Интерполятор. После первого интерполятора отсчеты, ессно, идут с равными интервалами. Второй интерполятор нужен только если необходимо снова вернуться к отсчетам с неравными интервалами.
|
|
|
|
|
Oct 22 2015, 07:30
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 26-07-07
Из: Челябинск
Пользователь №: 29 374

|
В общем-то такой вариант можно использовать. Но видится, что при таком решении может существенно возрасти объем вычислений. Входные данные приходят сравнительно редко, но есть моменты когда частота прихода новых значений возрастает примерно в 30 раз. Не хочется запускать фильтр на частоте в 30 раз выше необходимой в обычном режиме.
|
|
|
|
|
Oct 22 2015, 07:59
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 26-07-07
Из: Челябинск
Пользователь №: 29 374

|
То есть предлагаете интерполировать полиномом на определенном интервале времени и затем рассчитать значения в требуемых точках?
|
|
|
|
|
Oct 22 2015, 08:40
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 26-07-07
Из: Челябинск
Пользователь №: 29 374

|
Спасибо за вариант решения проблемы. Возможно им и воспользуюсь.
Просто кажется, что должен быть какой-то математический аппарат для построения цифровых фильтров с неравномерным временем прихода отсчетов по заданному аналоговому прототипу. По идее, решение задачи связано с решением дифф. уравнений для исходного аналогового фильтра. А для него выходной сигнал однозначно определен в любой момент времени при задании конкретных начальных условий и входного сигнала. Несколько статей получилось нагуглить по запросу "non-uniform sample rate filter", но пока в голове полного понимания не складывается.
|
|
|
|
|
Oct 22 2015, 09:12
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 26-07-07
Из: Челябинск
Пользователь №: 29 374

|
Возможно, я конечно усложняю решение.
По Лагранжу, боюсь, что при существенно неравномерном распределении времени прихода отсчетов и интерполятор будет сильно ошибаться. Надо будет попробовать на записи реального сигнала.
|
|
|
|
|
Oct 22 2015, 16:18
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 76
Регистрация: 17-05-15
Пользователь №: 86 729

|
Цитата(Alex_AZ @ Oct 22 2015, 07:36)  Подскажите пожалуйста литературу или методики расчета структур, с помощью которых можно отфильтровать сигнал дискретизированный с непостоянным интервалом. У нас возникала практически такая же задача. Перестраивать коэффициенты фильтра даже не пытались вследствие трудоемкости такого подхода. Применяли интерполяцию с передискретизацией по реальным и интерполированным отсчетам. Наихудшие результаты были получены для Лагранжа, наилучшие - с большим отрывом - для кубического глобально заданного сплайна. Его достоинства в том, что этот алгоритм изначально пригоден для неэквидистантных отсчетов. Разумеется, нельзя использовать его экстраполяцию, и работает такой метод только для отсчетов, описывающих реальный аналоговый процесс (а не случайную цифровую последовательность). При этом очень желательно, чтобы частота Котельникова была превышена раз в несколько.
|
|
|
|
Guest_TSerg_*
|
Oct 22 2015, 20:06
|
Guests

|
Обработка сигналов при непостоянной частоте дискретизации - "ласковая" тема. Теоретически, в практическом смысле, решена давно, практически - тоже.
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|