реклама на сайте
подробности

 
 
2 страниц V   1 2 >  
Reply to this topicStart new topic
> Синтез цифрового фильтра для данных с непостоянным интервалом дискретизации
Alex_AZ
сообщение Oct 22 2015, 06:36
Сообщение #1


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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
blackfin
сообщение Oct 22 2015, 06:54
Сообщение #2


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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alex_AZ
сообщение Oct 22 2015, 07:30
Сообщение #3


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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
blackfin
сообщение Oct 22 2015, 07:38
Сообщение #4


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261



Цитата(Alex_AZ @ Oct 22 2015, 10:30) *
Не хочется запускать фильтр на частоте в 30 раз выше необходимой в обычном режиме.

А кто сказал, что после первого интерполятора "частота в 30 раз выше необходимой"..?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alex_AZ
сообщение Oct 22 2015, 07:59
Сообщение #5


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?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
blackfin
сообщение Oct 22 2015, 08:27
Сообщение #6


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261



Цитата(Alex_AZ @ Oct 22 2015, 10:59) *
То есть предлагаете интерполировать полиномом на определенном интервале времени и затем рассчитать значения в требуемых точках?

Да, именно это и предлагаю.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alex_AZ
сообщение Oct 22 2015, 08:40
Сообщение #7


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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Fat Robot
сообщение Oct 22 2015, 08:44
Сообщение #8


ʕʘ̅͜ʘ̅ʔ
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 008
Регистрация: 3-05-05
Пользователь №: 4 691



Можно отфильтровать средствами ДПФ-ОДПФ, генерируя опорные синусоиды с сеткой отсчетов, соответствующей входной.
Но нужны предположения, что происходит с сигналом между редкими отсчетами
Go to the top of the page
 
+Quote Post
blackfin
сообщение Oct 22 2015, 08:47
Сообщение #9


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261



Цитата(Alex_AZ @ Oct 22 2015, 11:40) *
Несколько статей получилось нагуглить по запросу "non-uniform sample rate filter", но пока в голове полного понимания не складывается.

Надо гуглить: farrow-structures.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Fat Robot
сообщение Oct 22 2015, 08:51
Сообщение #10


ʕʘ̅͜ʘ̅ʔ
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 008
Регистрация: 3-05-05
Пользователь №: 4 691



Наверное, для порядка выше первого это будет не слишком эффективно.
Коэффициенты фильтров, вычисляющих коэффициенты полинома, придется каждый раз пересчитывать.
Проще напрямую вычислять коэффициенты полинома Лагранжа, как мне кажется

Цитата(blackfin @ Oct 22 2015, 09:47) *
Надо гуглить: farrow-structures.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alex_AZ
сообщение Oct 22 2015, 09:12
Сообщение #11


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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Fat Robot
сообщение Oct 22 2015, 09:16
Сообщение #12


ʕʘ̅͜ʘ̅ʔ
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 008
Регистрация: 3-05-05
Пользователь №: 4 691



Всё будет определяться тем, как соотносятся частота отсчетов и макс. частота процесса, которому эти отсчеты соответствуют

Цитата(Alex_AZ @ Oct 22 2015, 10:12) *
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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Милливольт
сообщение Oct 22 2015, 16:18
Сообщение #13


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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Guest_TSerg_*
сообщение Oct 22 2015, 20:06
Сообщение #14





Guests






Обработка сигналов при непостоянной частоте дискретизации - "ласковая" тема.
Теоретически, в практическом смысле, решена давно, практически - тоже.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Fat Robot
сообщение Oct 22 2015, 21:13
Сообщение #15


ʕʘ̅͜ʘ̅ʔ
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 008
Регистрация: 3-05-05
Пользователь №: 4 691



Вы бы хоть ссылки какие-нибудь привели, статьи, монографии, а то получилась реплика в ключе "усталость профессионалов".

Цитата(TSerg @ Oct 22 2015, 21:06) *
Обработка сигналов при непостоянной частоте дискретизации - "ласковая" тема.
Теоретически, в практическом смысле, решена давно, практически - тоже.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

2 страниц V   1 2 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 15th June 2025 - 17:46
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.0149 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016