|
|
  |
Особенности алгоритма Герцеля, соотношение величнины выборки и частоты дискретизации |
|
|
Guest_TSerg_*
|
Apr 25 2008, 06:11
|
Guests

|
Цитата(DRUID3 @ Apr 24 2008, 23:53)  А тут мы с камрадом спорим совФФсем о другом. TSerg заменил герцы на милисекунды и построил на этом опровержение моего удивления понижением результатов работы фильтра Герцеля с увеличением частоты дискретизации  ... Начнем с того, что в моем посте №7 к Вам относилась только корректировка Ваших умозаключений по поводу классификации метода Goertzel. Остальные примеры были явно адресованы автору сабжа с целью наглядного пояснения результатов работы алгоритма при различных частотах дискретизации и времени наблюдения. Третий пример с Fs=200 Гц и временем наблюдения 500 мс, в отличии от второго с Fs=200 Гц и временем наблюдения 1000 мс ясно показывает ухудшение разрешения по частоте (хорошо видны два одинаковых пика на частотах 21 и 22 Гц) Если Вы решили, что вторая часть поста относится именно к Вам, то Вам померещилось и можно перекреститься Для автора сабжа: Для коротких отрезков анализируемого сигнала могут подойти методы спектрального анализа, основанные на линейном моделировании - модель АРСС ( ARIMA). Определение параметров модели может вестись на основе автокорелляционной функции процесса или на только на основе выборок. Для однократного нахождения параметров АР-модели по коротким последовательностям используются те или иные варианты метода линейного предсказания (автокорреляционный, метод Берга, etc) Порядок АР-модели оценивается как N/3 <= Q <= N/2. Разумеется, на соотношения сигнала, шума и помех накладываются определенные ограничения. Сложность этих методов достаточна высока для простейших контроллеров.
|
|
|
|
|
Apr 25 2008, 07:28
|

Эксперт
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 467
Регистрация: 25-06-04
Пользователь №: 183

|
Цитата(Stanislav @ Apr 25 2008, 00:23)  ОК. Простите, не совсем понял, что Вы имели в виду? Какой конкретно способ предлагаете? Классический. Так чтобы длительность сигнала была равна 1/df. Про +-1 гц это я выдумал для конкретности, а автор просто поддержал разговор. В начале темы у автора не было никакой вообще определённости с длительностью измерения, и ничего не получалось, наверное потому что при высокой частоте дискретизации длительность становилась такой малой, что полоса пропускания фильтра накрывала и 0 гц и 50 гц. Реально может его +-5 устроит. Кроме мгновенной постоянной составляющей (дрейф нуля АЦП) помех судя по всему больше нет (может ещё 50 гц, которая тоже есть всегда, в воздухе). Цуг синусоиды длиной 0.1 с имеет частотную полосу 10гц, вот её и будем фильтровать. Тем же Герцелем, или ДПФ, или полосовым фильтром (зачем нам Герцель вообще , если частота всего одна? зато можно добиться лучшего подавления дрейфа нуля АЦП). Хороший полосовой фильтр высокого порядка с полосой 10 гц вблизи 22 гц должен работать в таких условиях.
|
|
|
|
|
Apr 25 2008, 12:27
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(fontp @ Apr 25 2008, 11:28)  Классический. Извините, но я в понятии классических методов не копенгаген. Не могли бы конкретизировать? Цитата(fontp @ Apr 25 2008, 11:28)  Так чтобы длительность сигнала была равна 1/df. Про +-1 гц это я выдумал для конкретности, а автор просто поддержал разговор. В начале темы у автора не было никакой вообще определённости с длительностью измерения, и ничего не получалось, наверное потому что при высокой частоте дискретизации длительность становилась такой малой, что полоса пропускания фильтра накрывала и 0 гц и 50 гц. Насколько я понял автора темы, ему нужно лишь 10 раз в секунду выносить решение о наличии/отсутствии (квази)гармонического сигнала с частотой 22Гц+/- 0,5 Гц. Или я ошибаюсь? Цитата(fontp @ Apr 25 2008, 11:28)  ...Реально может его +-5 устроит. Кроме мгновенной постоянной составляющей (дрейф нуля АЦП) помех судя по всему больше нет (может ещё 50 гц, которая тоже есть всегда, в воздухе). Цуг синусоиды длиной 0.1 с имеет частотную полосу 10гц, вот её и будем фильтровать.
Тем же Герцелем, или ДПФ, или полосовым фильтром (зачем нам Герцель вообще , если частота всего одна? зато можно добиться лучшего подавления дрейфа нуля АЦП). Хороший полосовой фильтр высокого порядка с полосой 10 гц вблизи 22 гц должен работать в таких условиях. Я думаю, что подход с герцелем или ПФ может быть применим только при определённых условиях. Пока автор темы их не выставил, от каких-либо оценок применимости того или иного метода и собственных предложений воздержусь.
Сообщение отредактировал Stanislav - Apr 25 2008, 12:37
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Apr 25 2008, 12:35
|

Эксперт
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 467
Регистрация: 25-06-04
Пользователь №: 183

|
Цитата(Stanislav @ Apr 25 2008, 16:27)  Извините, но я в понятии классических методов не копенгаген. Не могли бы конкретизировать? У Марпла в книге по спектральному анализу классическими считаются все методы на основе ДПФ или линейной фильтрации. Все остальные от AR-моделирования до Писаренко и MUSIC считаются модернизмом и специальными. Цитата(Stanislav @ Apr 25 2008, 16:27)  Насколько я понял автора темы, ему нужно лишь 10 раз в секунду выносить решение о наличии/отсутствии сигнала с частотой 22Гц+/- 0,5 Гц. Или я ошибаюсь? Вообще-то про 0.5 гц он вначале ничего не говорил. Ему нужно было просто 10 раз в секунду выносить решение о наличии сигнала. Про стабильность частоты - это я спросил
|
|
|
|
|
Apr 25 2008, 12:43
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(fontp @ Apr 25 2008, 16:35)  У Марпла в книге по спектральному анализу классическими считаются все методы на основе ДПФ или линейной фильтрации. Все остальные от AR-моделирования до Писаренко и MUSIC считаются модернизмом и специальными. Понятно. Но это ещё не алгоритм, а часть алгоритма. Самое главное: по какому критерию будем выносить решение? Тут много вариантов, и применимость из зависит опять-таки от условий (например, что хуже: недоб.деть или переб.деть?). Цитата(fontp @ Apr 25 2008, 16:35)  Вообще-то про 0.5 гц он вначале ничего не говорил. Ему нужно было просто 10 раз в секунду выносить решение о наличии сигнала. Про стабильность частоты - это я спросил А какая разница? Главное, что эти сведения удалось-таки из автора темы вытянуть. Теперь дело за малым: описать остальные условия и выложить парочку реализаций процесса.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Apr 25 2008, 13:16
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 642
Регистрация: 15-11-07
Пользователь №: 32 353

|
Отступление от темы: виноват, алгоритм Герцеля прнадлежит к так называемым полубыстрым преобразованиям. ДПФ - (спектр сигнала) с физической точки зрения представляет собой набор узкополосных фильтров, настроенных каждый на свою гармонику. Так что это в общем-то одно и тоже. Выделение отдельной спектральной составляющей алгоритмом Герцеля или узкополосным фильтром - это одно и то же (Об чем спор?  Лучше помогите человеку  ) Про разрешающую способность я спрашивал ранее у автора темы... Пример определения требуемой частоты с использованием FFT приведен на рисунке (использован wav-сигнал). Fs = 48 кГц, 14 - битный сигнал, размер БПФ - 32768. P.S.: На практике, как вы понимаете, проще использовать БПФ, поэтому его и советовал использовать  Хотя Герцелем можно подобрать число отсчетов произвольное (как и в ДПФ). P.P.S.: случайно два раза картинку продублировал...
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Правильно сформулированый вопрос содержит в себе половину ответа. P.S.: Некоторые модераторы в качестве ответа так навязчиво предлагают посетить свой сайт, что иначе как саморекламу такие действия интерпретировать сложно.
|
|
|
|
|
Apr 29 2008, 03:47
|
Группа: Участник
Сообщений: 12
Регистрация: 30-10-07
Пользователь №: 31 878

|
Не было меня несколько дней - к сожалению. Отвечаю на возникшие вопросы: Цитата Насколько я понял автора темы, ему нужно лишь 10 раз в секунду выносить решение о наличии/отсутствии (квази)гармонического сигнала с частотой 22Гц+/- 0,5 Гц. Или я ошибаюсь? Не ошибаетесь. Есть некий объект, на котором установлен трансмиттер - мощный передатчик фирмы пипетроникс, генерирующий 22 Гц(прерывисто, 1/3 секунды генерация есть, 2/3 - "молчит"). Объект движется в пространстве, а спомощью приёмника, который я пытаюсь сделать, его надо обнаружить, когда он подъедет(а он обязательно это сделает) к контрольному пункту - там приёмник и стоит. По специфике места есть наводки сетевые, от всякой техники и т.д. На 50+/-0,5 Гц после антенны стоит режекторный активный фильтр, также сделаны фильтры, убирающие более высокие частоты. Воспользовался рекомендациями, получилось узкополосность сделать требуемую. Всем, кто дельные вещи написал и показал - спаибо. С постоянной составляющей вроде борюсь, правда примитивным способом - вычислением среднего с накоплением. и его вычитанием(до Герцеля). Здесь проблем не встретил. Почему хочу ускорить - потому что генерация прерывистая, т.е. есть риск, что передатчик испустит пачку 22Гц импульсов далеко, приёмник не стработает, а устройство с передатчиком проедет и следующая пачка будет опять-таки далеко от места регистрации испущена и незамечена.
Сообщение отредактировал YDM86 - Apr 29 2008, 03:50
|
|
|
|
|
Apr 29 2008, 05:07
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(YDM86 @ Apr 29 2008, 07:47)  Есть некий объект, на котором установлен трансмиттер - мощный передатчик фирмы пипетроникс, генерирующий 22 Гц(прерывисто, 1/3 секунды генерация есть, 2/3 - "молчит"). Объект движется в пространстве, а спомощью приёмника, который я пытаюсь сделать, его надо обнаружить, когда он подъедет(а он обязательно это сделает) к контрольному пункту - там приёмник и стоит. По специфике места есть наводки сетевые, от всякой техники и т.д. На 50+/-0,5 Гц после антенны стоит режекторный активный фильтр, также сделаны фильтры, убирающие более высокие частоты. Если параметры излучаемого сигнала и шума/помех полностью известны, сделайте для него оптимальный приёмник. Цитата(YDM86 @ Apr 29 2008, 07:47)  Почему хочу ускорить - потому что генерация прерывистая, т.е. есть риск, что передатчик испустит пачку 22Гц импульсов далеко, приёмник не стработает, а устройство с передатчиком проедет и следующая пачка будет опять-таки далеко от места регистрации испущена и незамечена. Если огибающая сигнала не постоянна (нестационарна), можно воспользоваться квазиоптимальными методами приёма, с моделированием этой огибающей на основе динамики процесса сближения-удаления приёмника и передатчика. В простейшем случае, это лишь 3 варианта: нарастание, постоянный уровень и убывание амплитуды сигнала. При таком подходе вероятность пропуска/ложного срабатывания будет значительно меньшей, чем при фильтрации "коротким" фильтром.
Сообщение отредактировал Stanislav - Apr 29 2008, 06:51
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
Guest_TSerg_*
|
Apr 29 2008, 11:15
|
Guests

|
Цитата(YDM86 @ Apr 29 2008, 07:47)  Объект движется в пространстве, а спомощью приёмника, который я пытаюсь сделать, его надо обнаружить, когда он подъедет(а он обязательно это сделает) к контрольному пункту - там приёмник и стоит. .. Почему хочу ускорить - потому что генерация прерывистая, т.е. есть риск, что передатчик испустит пачку 22Гц импульсов далеко, приёмник не стработает, а устройство с передатчиком проедет и следующая пачка будет опять-таки далеко от места регистрации испущена и незамечена. Без модели движения и ориентации антенн (a) не обойтись  И как минимум будет зависимость сигнала от 1/R * Cos(a)
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|