Цифрую сигнал на Fs=44кГц, после пропускаю через небольшой КИХ и на ЦАП
Смотрю АЧХ, все более менее, начиная с 11кГц (Fs/4) затухание в пределах 30дБ.

Теперь просто выкидываю каждый второй отсчет и получается совсем другой результат.
Fs теперь равно 22кГц.
Частоты в районе 12-20кГц (теперь они отражены и на выходе они 10-2кГц соответственно)
имеют амплитуду всего лишь на 8-10дБ меньше от исходных.
Получается, что фильтр теперь не работает как надо!
Но без децимации-то фильтр работает.


В общем не понимаю, подскажите, что не так-то?

Если выводите на ЦАП с частотой 22 кГц, то должен быть после ЦАП аналоговый реконструирующий ФНЧ с частотой задерживания выше Fc/2, т. е. выше 11 кГц должно быть приемлемое для вас затухание, иначе будут возникать отражения спектра.

Сообщение отредактировал HFSSLer - Nov 27 2011, 13:12

Я тоже так подумал поначалу, и поставил в качестве цап аудиокодек CS42L51 у которого все это хозяйство уже внутри есть (он делает оверсемплинг на 128Fs и последующую фильтрацию), результат тот же.

Вообще-то до децимации, а не после ЦАП, должен быть хороший, а не "небольшой" фильтр, давящий частоты выше 11 кГц.

Может действительно из какой-нибудь верхней зоны Найквиста перекочевали? Чудес в этом деле не бывает.

Вопрос не в том "хороший" или "небольшой" фильтр, а в том что его измеренная ачх после децимации другая.

Она и будет другая, если вы ДО децимации не обеспечите подавление частот выше 11 кГц на 60 или более дБ (в зависимости от задачи)
А у вас подавление 30 дБ, чего вы хотите?

Скорее всего, у Вас где-то ошибка. Возможно, что-то у Вас ломается при добавлении децимации. Информации мало. Что за фильтр? Как измеряете АЧХ? Аппаратная платформа (DSP/FPGA)? Ну и т.д.

Почему "где-то", если элементарно не соблюдаются условия теоремы Котельникова?

Фильтр делаю на STM32 (arm), ацп его внутренний, цап внешний cs42l51.

АЧХ снимаю обычным способом на входе генератор, на выходе миливольтметр и осциллограф.

Фильтр обрабатывает данные пачками по 100 отсчетов.
Вот его реализация:


Графики с децимацией и без:

Что-то у Вас не так в системе. Какая амплитуда сигнала после АЦП? Если полные 16 бит - то у Вас переполнение в фильтре на выходе. Должет быть сдвиг на 16, а не на 13. Кроме того, спектр сигнала даже до децимации отличается от теоретического. Ваш фильтр на модели дает другую характеристику:

ацп (и соотв-но отсчеты на входе фильтра) 12 разрядный, а сдвиг на 13 после фильтра - это я его к 16 разрядам привожу для цап. Переполнения нет, синус в норме, проверено.
Спектр похож, еслу уж говорить более подробно, то без децимации система у меня работает на 46кгц с копейками.
А когда используется децимация то на около 43кгц и соответственно 21,5кгц на выходе.

Просто у STM32 такой не очень удобный делитель для I2S стоит, по другому сделать пока не получается.

Поэтому и спектр немного другой, но это ничего не меняет, просто горбы немного по частотной оси смещаются,
а суть-то остается прежняя.




Я не совсем понимаю причем здесь теорема Котельникова, про наложение спектров все в курсе.
Но я не помню, чтобы в теореме говорилось про минимально допустимое затухание.
Меня устроит алиазинг с ослаблением более 30дБ, поэтому и фильтр такой, но после децимации он не дает
то что требуется, вот в чем вопрос.

Может быть Вы помните из теоремы что-то более глубокое? Поясните пожалуйста свою мысль.

Пожалуйста.
Теорема Котельникова задает ограничение на сигнал при дискретизации. Причем это касается всех видов дискретизации по времени, в том числе и передискретизации, и децимации. При первой дискретизации (перед АЦП) вы, наверное, выполнили это ограничение. А при второй (перед децимацией) выполнять не собираетесь. Т.е. понижая частоту дискретизации вдвое, спектр перед децимаций ужимать не хотите. Как же у вас случится ослабление БОЛЕЕ 30 дБ, если на новой верхней частоте спектра (11 кГц) имеете ослабление 30 дБ?

for(n=0; n<(lentg/2); n++) y += FIRCoef[n] * (x[n]+x[(lentg-1)-n]);
DAC_array[i]=(int16_t)(y>>13);

замените на

for(n=0; n<(lentg/2); n++) y += (FIRCoef[n] * (x[n]+x[(lentg-1)-n]) >> 2);
DAC_array[i]=(int16_t)(y>>11);

есть подозрение на переполнение y

Первый момент: если все сделано корректно, то таких эффектов, как у Вас на графике АЧХ, не должно быть в принципе.

Момент второй: на мой взгляд, вот эти две Ваши фразы очень слабо между собой согласуются:

и

Так на какой же все-таки частоте у Вас работает ЦАП, когда Вы используете децимацию?

Момент третий: А выполняются ли у Вас правильные соотношения между частотами всех сигналов I2S ЦАПа? Какова частота MCLK, LRCK и SCLK сигналов? В каком режиме работает ЦАП, Slave Mode или Master Mode? Не может быть так, что Ваш эффект вызван тем, что у ЦАП просто срывает крышу?

И еще, Вы смотрели осциллографом, что творится на выходе ЦАПа? И действительно ли когда Вы подаете на вход синус, к примеру 15кГц, он у Вас заворачивается на выходе ЦАП в 7кГц?

А вообще, если есть такая возможность, то лучше конечно скидывать данные на комп и уже там анализировать АЧХ.