реклама на сайте
подробности

 
 
4 страниц V   1 2 3 > »   
Reply to this topicStart new topic
> сигнал/шум
Евгений Германов...
сообщение Jul 11 2007, 13:50
Сообщение #1


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Подскажите,как повысить отношение сигнал шум.Есть 24 разрядный код с сигма-дельта АЦП.Частота квантования 10Гц.Сигнал постоянка.Внутренний фильр АЦП с частотой среза 3Гц.Простое усреднение 10 измерений дает результат,но желательно что-нибуть получше.И если не затруднит,разъясните,что такое медианный фильтр
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Kaligooola
сообщение Jul 11 2007, 14:37
Сообщение #2


Brubel
***

Группа: Свой
Сообщений: 321
Регистрация: 17-11-06
Из: Oudergem
Пользователь №: 22 444



Можно брать сользящее среднее, тогда новое значение будет появлятся с каждым новым измерением, а не раз в 10 (количество циклов усреднения). То есть есть массив, в который записали 10 значений вычислили среднее, затем первое значение убрали, сдвинули на 1 и измерили еще раз, подсчитали заново среднее.
Толко нужно такой код, чтоб не делал каждый раз суммирование этой 10, а от суммы отнимал 1-е значение, и прибавлял новое.
Медианное усреднение делается по нечетному количеству точек усреднения. В нем все полученные значения выстраиваются в порядке возрастания (убывания) и за среднее значение принимается величина которая "упала" в среднюю ячейку.
Для 3х измерений это будет 2 ячейка
для 5 - 3
7 - 4
9 - 5
11 - 6
и тд
Go to the top of the page
 
+Quote Post
EvgenyNik
сообщение Jul 12 2007, 07:24
Сообщение #3


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 597
Регистрация: 24-05-06
Из: г. Чебоксары
Пользователь №: 17 402



Простейший рекурсивный ФНЧ 1-го порядка:
X[] - выборка по входу,
Y[] - выборка по выходу,
E[] - ошибка
D[] - удельная ошибка на время реакции
T - постоянная времени (время реакции).

E[n]=Y[n-1]-X[n]
D[n]=E[n]/T (если T кратно 2, то можно просто сдвигать разряды с округлением)
Y[n]=Y[n-1]+D[n].

Этот алгоритм мне нравиться больше, чем скользящее среднее, т.к. он не требует помнить все выборки на интервале усреднения. Но его нельзя применять для вычислений с плавающей запятой - копит ошибку.


--------------------
Почему разработчики систем повышенной надёжности плохо справляются с простыми проектами? :)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Jul 12 2007, 08:41
Сообщение #4


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Евгений Германович @ Jul 11 2007, 17:50) *
Подскажите,как повысить отношение сигнал шум.Есть 24 разрядный код с сигма-дельта АЦП.Частота квантования 10Гц.Сигнал постоянка.Внутренний фильр АЦП с частотой среза 3Гц.Простое усреднение 10 измерений дает результат,но желательно что-нибуть получше.И если не затруднит,разъясните,что такое медианный фильтр

Нет никаких универсальных, "магических", самых лучших, "философских " фильтров в общем случае...
Для выбора правильного алгоритма нужна априорная информация о конкретных сигнале, шуме, помехах...
Например, медианная фильтрация убирает редкие случайные помехи (выбросы), но если их нет, то результат может быть хуже, чем при обычном усреднении... Надо смотреть распределение... И думать...
Это банально? Да...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Jul 12 2007, 14:05
Сообщение #5


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Цитата(Tanya @ Jul 12 2007, 11:41) *
Нет никаких универсальных, "магических", самых лучших, "философских " фильтров в общем случае...
Для выбора правильного алгоритма нужна априорная информация о конкретных сигнале, шуме, помехах...
Например, медианная фильтрация убирает редкие случайные помехи (выбросы), но если их нет, то результат может быть хуже, чем при обычном усреднении... Надо смотреть распределение... И думать...
Это банально? Да...

Сигнал- постоянный ток.Напряжение от 2 вольт до 200мкВ.Шумы-все что только возможно.Полоса частот будет ограничена 2-3Гц.Проблема в том,что очень желательно раз в секунду выдавать результат.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
anton
сообщение Jul 14 2007, 07:47
Сообщение #6


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 622
Регистрация: 31-07-04
Пользователь №: 422



Ну и сделай НЧ фильтр на 2 герца (выигрыш будет в 2.23 раза).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Jul 14 2007, 10:25
Сообщение #7


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Цитата(anton @ Jul 14 2007, 10:47) *
Ну и сделай НЧ фильтр на 2 герца (выигрыш будет в 2.23 раза).

Аналоговый не пойдет,к тому же он уже встроен в АЦП,а на цифровой не подскажете формулку с коэффициентами.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
anton
сообщение Jul 15 2007, 08:06
Сообщение #8


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 622
Регистрация: 31-07-04
Пользователь №: 422



Я и имел в виду цифровой.
Усреднение 10 есть НЧ КИХ фильтр с прямоугольным окном.
Кстати в некоторых сигма дельта можно управлять полосой встроеного цифрового фильтра.
Частоту опоры для АЦП желательно брать ближе к максимальной, чтоб получить максимальное число измерений (не путать с выходной частотой которую можно менять в настройках при этом облегчается внутренний фильтр АЦП).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Jul 16 2007, 14:14
Сообщение #9


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Цитата(anton @ Jul 15 2007, 11:06) *
.
Кстати в некоторых сигма дельта можно управлять полосой встроеного цифрового фильтра.
Частоту опоры для АЦП желательно брать ближе к максимальной, чтоб получить максимальное число измерений (не путать с выходной частотой которую можно менять в настройках при этом облегчается внутренний фильтр АЦП).

Полоса взята минимальная.Про частоту опорного напряжения впервые слышу.Поясните пожалуйста.При увеличении частоты квантования существенно увеличиваются шумы.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Jul 16 2007, 17:33
Сообщение #10


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Цитата(Tanya @ Jul 12 2007, 14:41) *
Нет никаких универсальных, "магических", самых лучших, "философских " фильтров в общем случае...
Для выбора правильного алгоритма нужна априорная информация о конкретных сигнале, шуме, помехах...
Например, медианная фильтрация убирает редкие случайные помехи (выбросы), но если их нет, то результат может быть хуже, чем при обычном усреднении... Надо смотреть распределение... И думать...
Это банально? Да...


Именно так...Может, мы договоримся не рассматривать далее вопросы вроде "....измерение напряжения с точностью до 10 минус 6 или до 24 бит..."? Нет способов восстановить потерянную информацию.


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rezident
сообщение Jul 16 2007, 17:43
Сообщение #11


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 10 920
Регистрация: 5-04-05
Пользователь №: 3 882



Если как-то поможет, то вот ссылка о цифровых фильтрах.
http://www.may.nnov.ru/mak/DSP/Contents.shtml
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Jul 18 2007, 12:42
Сообщение #12


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Цитата(Designer56 @ Jul 16 2007, 20:33) *
Именно так...Может, мы договоримся не рассматривать далее вопросы вроде "....измерение напряжения с точностью до 10 минус 6 или до 24 бит..."? Нет способов восстановить потерянную информацию.

Я не могу понять,что вызвало ваш гнев.Какие вам нужны данные,что бы я смог припасть к сверкающему фонтану ваших мыслей.Я никоим образом не ставил вопрос об измерении напряжения с точностью до чего-нибудь.И никоим образом не собирался восстанавливать потерянную информацию ибо мне не надо ее никуда передавать.Кстати о восстановлении существуют специальные коды позволяющие воссанавливать информацию.Например код Хеминга(возожно с двумя м).Получение информации о помехе-требование вполне логичное ,но абсолютно невыполнимое,индустриальная помеха -это весьма вредное явление к тому же абсолютно случайное.Все попытки создать математическую модель индустриальной помехи ни к чему не привели.Все остальные шумы это стандартный набор разноцветных шумов,которые весьма успешно генерит вся электроника + шумы квантования АЦП.И в самой постановке вопроса нет ничего необычного.С подобной проблемой сталкиваются все кто меряет,любым способом,малые величины.И что вы имеете против микровольта.У вас с этим словом связаны неприятные воспоминания,но поверьте я здесь совершенно нипричем.Кстати иногда приходится мерять и нановольты и что?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
anton
сообщение Jul 18 2007, 17:56
Сообщение #13


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 622
Регистрация: 31-07-04
Пользователь №: 422



Цитата(Евгений Германович @ Jul 16 2007, 18:14) *
Полоса взята минимальная.Про частоту опорного напряжения впервые слышу.Поясните пожалуйста.При увеличении частоты квантования существенно увеличиваются шумы.

Имелась в виду частота опорного кварцевого генератора.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 5 2007, 13:05
Сообщение #14


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



В ссылке
http://www.may.nnov.ru/mak/DSP/Contents.shtml
на фильтр Баттерворта 2 порядка приведены коэффициенты


Таблица коэффициентов

№ A B
0 --- 0.020083365564
1 -1.5610180758 0.040166731128
2 0.64135153806 0.020083365564

У меня есть несколько вопросов:1 коэфф 1.56 -это не ошибка?
2 Диапазон представления Х от 0 до 1/ 1.56.. я правильно понимаю?
Если не затруднит просветите.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 5 2007, 16:21
Сообщение #15


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(Евгений Германович @ Oct 5 2007, 15:05) *
В ссылке
http://www.may.nnov.ru/mak/DSP/Contents.shtml
на фильтр Баттерворта 2 порядка приведены коэффициенты
Таблица коэффициентов

№ A B
0 --- 0.020083365564
1 -1.5610180758 0.040166731128
2 0.64135153806 0.020083365564

У меня есть несколько вопросов:1 коэфф 1.56 -это не ошибка?
2 Диапазон представления Х от 0 до 1/ 1.56.. я правильно понимаю?
Если не затруднит просветите.


Коэффициент А1 для указанной формулы со знаком минус (-1.5610180758), это важно.
Еще важно: эти коэффициенты рассчитаны для частоты среза, в 10 меньшей частоты Найквиста.
На ошибку не похоже. Диапазон возможных Х не ограничивается.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 6 2007, 11:02
Сообщение #16


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Частота среза меня устраивает.Про Х не понял.У меня 24 разрядный АЦП диапазон от 0 до 16000000.
Вы хотите сказать что махонькие цифирьки смогут повлиять на 16млн?Если я вас правильно понял размерность Х может быть любой?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 6 2007, 12:25
Сообщение #17


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(Евгений Германович @ Oct 6 2007, 13:02) *
Частота среза меня устраивает.Про Х не понял.У меня 24 разрядный АЦП диапазон от 0 до 16000000.
Вы хотите сказать что махонькие цифирьки смогут повлиять на 16млн?Если я вас правильно понял размерность Х может быть любой?

Алгоритм должен работать для любого диапазона вещественных чисел. "махонькие цифирьки" - это все-таки коэффициенты, которые умножаются на Ваши Х - неважно, какого они диапазона.

Первая простейшая проверка коэффициентов фильтра НЧ (а это именно он) - это вычислить, дает ли формула при "постоянном токе" (бесконечное множество одинаковых чисел) Х на входе то же самое значение Х на выходе.
Для указанной в источнике формулы
Y[i] = B[0]*X[i] + B[1]*X[i-1] + B[2]*X[i-2] - A[1]*Y[i-1] -A[2]*Y[i-2]

если взять
X[i] = X[i-1] = X[i-2] = ... = Х,
то всегда будет
Y[i] = Х,
если выполняется равенство
B[0] + B[1] + B[2] - A[1] - A[2] = 1 .

Для указанных в источнике коэффициентов это равенство выполняется с высокой точностью.

Вторая простая проверка коэффициентов ФНЧ - это проверить, будет ли на выходе 0, если на входе дать "сигнал высокой частоты".
Если взять на входе последовательность чисел одинакового абсолютного значения Х с чередующимся знаком, т.е.
X[i] = -X[i-1] = X[i-2] = -X[i-3] ... = Х,
то на выходе будет Y[i] = 0,
если выполняется равенство
B[0] - B[1] + B[2] = 0 .

Для указанных в источнике коэффициентов это равенство тоже выполняется с высокой точностью.

Будет ли этот фильтр с указанными коэффициентами иметь нужные Вам частотные свойства - проверяйте на более сложных последовательностях чисел, при помощи Excel, Matlab, Mathematica или еще чего-нибудь. Но от диапазона чисел работоспособность (и относительная точность) фильтра точно зависеть не будет.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 6 2007, 12:30
Сообщение #18


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Спасибо.С диапазоном,не скрою,весьма обрадовали.

Сообщение отредактировал Евгений Германович - Oct 6 2007, 12:32
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexander55
сообщение Oct 12 2007, 06:05
Сообщение #19


Бывалый
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615



Цитата(Евгений Германович @ Jul 11 2007, 17:50) *

Я использовал фильтры типа: усредняющих (медианный) и типа цифрового апериадического.
Фильтры 2-го порядка не применял, т.к. слишком увеличивается время вычислений.
Мое мнение:
- для усредняющих фильтров биение уменьшается в корень квадратный от количества измерений;
- для апериодического фильтра, чем больше постоянная времени, тем биения меньше (примерно также, как в усредняющем).
Т.е. беря частоту считывания АЦП в 10 раз выше, Вы уменьшаете биения в 3 с небольшим раза.
Это даже согласуется с нормальным законом распределения ошибки при измерении. biggrin.gif
PS. Мне больше нравятся апериодичекие фильтры, но это дело вкуса.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 12 2007, 07:15
Сообщение #20


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(alexander55 @ Oct 12 2007, 08:05) *
Я использовал фильтры типа: усредняющих (медианный) и типа цифрового апериадического.
Фильтры 2-го порядка не применял, т.к. слишком увеличивается время вычислений.
Мое мнение:
- для усредняющих фильтров биение уменьшается в корень квадратный от количества измерений;
- для апериодического фильтра, чем больше постоянная времени, тем биения меньше (примерно также, как в усредняющем).
Т.е. беря частоту считывания АЦП в 10 раз выше, Вы уменьшаете биения в 3 с небольшим раза.
Это даже согласуется с нормальным законом распределения ошибки при измерении. biggrin.gif
PS. Мне больше нравятся апериодичекие фильтры, но это дело вкуса.

1) Мне почему-то кажется, что усредняющий и медианный фильтр - это не одно и то же. Усредняющий считает среднее значение (сумма значений разделить на кол-во), а медианный - выдает среднее из сортированных значений (которых всегда нечетное кол-во).
Если это не так, прошу ссылки на источник, где это однозначно определено.

2) Вероятно, Вы имеете в виду апериодический фильтр первого порядка. Обсуждавшийся здесь фильтр Баттерворта второго порядка отличается от апериодического фильтра второго порядка всего лишь значениями самих коэффициентов.

3) Конечно, выбор фильтра - дело вкуса. Но еще выбор фильтра зависит от требований к качеству результата и от имеющейся в распоряжении "вычислительной мощности".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexander55
сообщение Oct 12 2007, 07:54
Сообщение #21


Бывалый
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615



Цитата(Okorok @ Oct 12 2007, 11:15) *
1) Мне почему-то кажется, что усредняющий и медианный фильтр - это не одно и то же. Усредняющий считает среднее значение (сумма значений разделить на кол-во), а медианный - выдает среднее из сортированных значений (которых всегда нечетное кол-во).
Если это не так, прошу ссылки на источник, где это однозначно определено.

Вы правы, но практической разницы между ними не ощущается.

Цитата(Okorok @ Oct 12 2007, 11:15) *
2) Вероятно, Вы имеете в виду апериодический фильтр первого порядка.

Совершенно верно, Вы меня правильно поняли.

Цитата(Okorok @ Oct 12 2007, 11:15) *
Обсуждавшийся здесь фильтр Баттерворта второго порядка отличается от апериодического фильтра второго порядка всего лишь значениями самих коэффициентов.

Да, но зачем усложнение. По физике коэффициент для второй разностной суммы будет нуль. Конечно, можно половить блошек.

Цитата(Okorok @ Oct 12 2007, 11:15) *
3) Конечно, выбор фильтра - дело вкуса. Но еще выбор фильтра зависит от требований к качеству результата и от имеющейся в распоряжении "вычислительной мощности".

Согласен. biggrin.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 12 2007, 09:04
Сообщение #22


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



"Мне почему-то кажется, что усредняющий и медианный фильтр - это не одно и то же."
Цитата(alexander55 @ Oct 12 2007, 09:54) *
Вы правы, но практической разницы между ними не ощущается.

- Единственное высказывание, требующее возражения.

Разница между медианным и усредняющим фильтрами имеет огромное практическое значение.
Иллюстрация, например, здесь, картинка в конце страницы:
Левая колонка синих отсчетов - входной сигнал;
Средняя колонка красных отсчетов - результат работы усредняющего фильтра;
Правая колонка красных отсчетов - результат работы медианного фильтра.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexander55
сообщение Oct 12 2007, 09:42
Сообщение #23


Бывалый
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615



Цитата(Okorok @ Oct 12 2007, 13:04) *
"Мне почему-то кажется, что усредняющий и медианный фильтр - это не одно и то же."

- Единственное высказывание, требующее возражения.

Разница между медианным и усредняющим фильтрами имеет огромное практическое значение.
Иллюстрация, например, здесь, картинка в конце страницы:
Левая колонка синих отсчетов - входной сигнал;
Средняя колонка красных отсчетов - результат работы усредняющего фильтра;
Правая колонка красных отсчетов - результат работы медианного фильтра.

А где сравнение с усредняющим фильтром, я это не увидел.
Могу еще предложить кое-какие варианты фильтров (для большей полноты).
Например, с коэффициентами возведения в степень.
Плюс. Коэффициенты целые числа - можно обойтись сдвигами, без умножения.
Минус. Для большого количества членов включаются тормоза.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 12 2007, 10:30
Сообщение #24


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(alexander55 @ Oct 12 2007, 11:42) *
А где сравнение с усредняющим фильтром, я это не увидел.

Средняя колонка - усредняющий фильтр, правая - медианный фильтр.
Собственно, картинки и демонстрируют разницу.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexander55
сообщение Oct 12 2007, 11:12
Сообщение #25


Бывалый
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615



Цитата(Okorok @ Oct 12 2007, 14:30) *
Средняя колонка - усредняющий фильтр, правая - медианный фильтр.
Собственно, картинки и демонстрируют разницу.

Спасибо, теперь ясно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
xemul
сообщение Oct 12 2007, 11:55
Сообщение #26



*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731



Цитата(Okorok @ Oct 12 2007, 11:15) *
... а медианный - выдает среднее из сортированных значений (которых всегда нечетное кол-во).
Если это не так, прошу ссылки на источник, где это однозначно определено.

Ссылку не приведу, но выходом медианного фильтра для четного числа отсчетов принято считать полусумму двух средних по росту отсчетов.

2alexander55
Как уже заметила Tanya
Цитата
медианная фильтрация убирает редкие случайные помехи (выбросы)

По картинкам по приведенной выше ссылке можно заметить, что медианный фильтр задавит полностью помеху с плотностью ниже int((ширины его окна + 1)/2) и благополучно пропустит помеху с большей плотностью.
Плюс медианного фильтра - он одинаково хорошо задавит выбросы и вверх, и вниз даже в пределах одного окна (на картинках приведены вариант с выбросами только вверх).
Минус - сильное и плохо предсказуемое искажение ФЧХ сигнала на выходе, если верхняя частота во входном сигнале превышает частоту отсчетов/3*ширины окна. Т.е. без изрядного оверсемплинга его лучше не использовать.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 12 2007, 13:23
Сообщение #27


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



При частоте квантования 25Гц и кол-ве отсчетов для увреднения 30 я получал нестабильность порядка 0.004Б при входном сигнале -4Б.Баттерворт дает примерно тоже самое при частоте 10.Возможно стоит применить вначале медианный фильтр,вроде он убирает выбросы.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
xemul
сообщение Oct 12 2007, 13:38
Сообщение #28



*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731



Цитата(Евгений Германович @ Oct 12 2007, 17:23) *
При частоте квантования 25Гц и кол-ве отсчетов для увреднения 30 я получал нестабильность порядка 0.004Б при входном сигнале -4Б.Баттерворт дает примерно тоже самое при частоте 10.Возможно стоит применить вначале медианный фильтр,вроде он убирает выбросы.

Если в выборке нет явных выбросов типа
100 101 100 99 200 100 99 10 100
то толку от медианного фильтра не будет.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 13 2007, 13:02
Сообщение #29


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Вся беда в том ,что они иногда бывают.Проблема в том как приспособить медианный фильтр.Баттерворт или усреднение решаются просто,а для медианы нужно хранить отсчеты в памяти а это скажется на быстродействии.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 13 2007, 20:13
Сообщение #30


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(Евгений Германович @ Oct 13 2007, 15:02) *
Вся беда в том ,что они иногда бывают.Проблема в том как приспособить медианный фильтр.Баттерворт или усреднение решаются просто,а для медианы нужно хранить отсчеты в памяти а это скажется на быстродействии.

Для вычисления фильтра Баттерворта 2го порядка, кроме текущего значения на входе, нужны еще 2 предыдущих значения на входе и 2 предыдущих значения на выходе. Эти предыдущие значения тоже хранятся в памяти!
Если быстродействие позволяет, рекомендую попробовать медианный фильтр по трем последним отсчетам перед применением «обычного» фильтра (усредняющего или Баттерворта). По сравнению с фильтром Баттерворта 2го порядка, медианный фильтр по трем последним отсчетам не потребует ни одной дополнительной ячейки памяти: он использует текущее значение и 2 предыдущих значения на входе.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 14 2007, 06:20
Сообщение #31


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



А окно один отсчет? я вас правильно понял?Про баттерворт все понятно,но для него результат на выход выдается после каждого отсчета ,а для медианы надо ждать.И мне кажется что медиана с тремя отсчетами это не круто.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 14 2007, 09:43
Сообщение #32


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(Евгений Германович @ Oct 14 2007, 08:20) *
А окно один отсчет? я вас правильно понял?Про баттерворт все понятно,но для него результат на выход выдается после каждого отсчета ,а для медианы надо ждать.
Я не знаю, что Вы называете "окно один отсчет".
И для фильтра Баттерворта, и для медианного фильтра результат на выход выдается после каждого отсчета. И для фильтра Баттерворта, и для медианного фильтра результат на выходе "надо ждать":
для медианного фильтра задержка в два отсчета, а для фильтра Баттерворта, кажется, задержку считать нужно (консервативная оценка - тоже два отсчета).
Задержка есть у всех "крутых" фильтров.
Цитата(Евгений Германович @ Oct 14 2007, 08:20) *
И мне кажется что медиана с тремя отсчетами это не круто.
Если Вас интересует фильтр не крутой, а эффективный (т.е. качественный результат при минимальных затратах вычислительной мощности), то медианный фильтр даже с тремя отсчетами стОит попробовать.
Для "искры" (ВЧ помехи, при которой портится ровно один отсчет) эффективнее медианного фильтра с тремя отсчетами Вы ничего не найдете.
Будет ли для Вашей задачи тот или иной фильтр полезен - зависит от задачи и поставленных требований к помехоустойчивости.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 14 2007, 10:16
Сообщение #33


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Мы видимо не понимаем друг друга.Если применить медианный фильтр то мне надо накопить некоторое кол-во отсчетов ,а затем пройтись по ним окошком в 3 отсчета определяя среднее из них и этот отсчет запихнуть в фильтр баттерворта.Так?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 14 2007, 11:23
Сообщение #34


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(Евгений Германович @ Oct 14 2007, 12:16) *
Мы видимо не понимаем друг друга.Если применить медианный фильтр то мне надо накопить некоторое кол-во отсчетов ,а затем пройтись по ним окошком в 3 отсчета определяя среднее из них и этот отсчет запихнуть в фильтр баттерворта.Так?
Нет, не так. Оба фильтра можно (а здесь и нужно) реализовать как «скользящие» фильтры.
Пусть
X – последовательность на входе медианного фильтра,
W – последовательность на выходе медианного фильтра (промежуточный результат),
Y - последовательность на выходе фильтра Баттерворта 2го порядка.

Для определения каждого текущего значения результата W[i] медианному фильтру с «окном» в 3 отсчета требуются только текущее и два предыдущих значения на входе X[i], X[i-1], X[i-2].

Затем промежуточный результат W используем как входную последовательность для фильтра Баттерворта.
Для определения каждого текущего значения результата Y[i] медианному фильтру требуются только текущее и два предыдущих значения на входе W[i], W[i-1], W[i-2], а также два предыдущих значения на выходе Y[i-1], Y[i-2].

Минимальная задержка между X и W - два отсчета, между W и Y – еще два отсчета.
Общая задержка между X и Y – четыре отсчета при правильной реализации.
Общее кол-во требуемых ячеек памяти для запоминания текущих значений и используемой «предыстории» - девять (X[i], X[i-1], X[i-2], W[i], W[i-1], W[i-2], Y[i], Y[i-1], Y[i-2]).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Pasha
сообщение Oct 14 2007, 13:50
Сообщение #35


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



По поводу медианы в 3 отсчета.
Есть такая медиана Ходжеса-Лемана. Ссылок на литературу пока не дам - нет под рукой
Но суть в том, что эта медиана используется с 5 отсчетами без риска срыва наблюдений из-за флуктуаций дисперсии. Так что 5 отсчетов!!!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
forever failure
сообщение Oct 15 2007, 04:00
Сообщение #36


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 256
Регистрация: 6-03-05
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 3 112



А вообще, какой АЦП ? какие требования к шумам и к динамическому диапазону, и какие реально полученные результаты ? Если в получаемых отсчётах с АЦП есть одиночные выбросы с большой амплитудой - есть повод проверить всю схему, т. к. сигма-дельта АЦП так не работает (за редким исключением). Если короткий щелчок попадает на вход АЦП, то внутренним цифровым фильтром он размазывается на два-три (и больше) отсчётов АЦП.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 15 2007, 13:41
Сообщение #37


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Okorok у спасибо понял.
Про АЦП это AD7710 24 разряда динамический диапазон сигнала (рабочий) 4Б полный до7.Реальный результат приводил.
Вылез еще один вопрос в униполярном режиме используется смещенный код,как определить скоько приходится на 1.диапазон бьется на 2 части 0-7fffff это отрицательные числа 800000 это 0 остальное плюс.
Получается несимметрия.

Сообщение отредактировал Евгений Германович - Oct 15 2007, 13:43
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Pasha
сообщение Oct 15 2007, 17:45
Сообщение #38


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



Цитата(Евгений Германович @ Oct 15 2007, 17:41) *
Получается несимметрия.

По-любому с четным числом отсчетов в полном диапазоне АЦП будет несимметрия
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 16 2007, 14:58
Сообщение #39


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Цитата(_Pasha @ Oct 15 2007, 20:45) *
По-любому с четным числом отсчетов в полном диапазоне АЦП будет несимметрия

Вы о чем?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
xemul
сообщение Oct 16 2007, 15:50
Сообщение #40



*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731



Цитата(Евгений Германович @ Oct 15 2007, 17:41) *
...
Вылез еще один вопрос в униполярном режиме используется смещенный код,как определить скоько приходится на 1.диапазон бьется на 2 части 0-7fffff это отрицательные числа 800000 это 0 остальное плюс.
Получается несимметрия.

smile.gif для симметрии удобно считать (что все и делают), что 0 относится к положительным числам. Ведь даже если Вы пронормируете выход АЦП, отняв 0x800000 и поместив 0 на его законное место в дополнительном представлении чисел, ниже нуля окажутся 0x800000 чисел, а выше - только 0x7fffff.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Pasha
сообщение Oct 17 2007, 05:32
Сообщение #41


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



Цитата(Евгений Германович @ Oct 16 2007, 17:58) *
Вы о чем?

Отвлекся, написал глупость. Я имел в виду четное число квантов уровня, конечно. Извините.
Про книгу насчет медианы Ходжеса-Лемана
Методы электрических измерений: Учебное пособие для вузов /Л.Г. Журавин, М.А. Мариненко, Е.И. Семенов, Э.И. Цветков; под.ред. Э.И. Цветкова. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. -228с.: ил. с. 161-168
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 17 2007, 12:25
Сообщение #42


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(_Pasha @ Oct 17 2007, 07:32) *
Отвлекся, написал глупость. Я имел в виду четное число квантов уровня, конечно. Извините.
Про книгу насчет медианы Ходжеса-Лемана
Методы электрических измерений: Учебное пособие для вузов /Л.Г. Журавин, М.А. Мариненко, Е.И. Семенов, Э.И. Цветков; под.ред. Э.И. Цветкова. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. -228с.: ил. с. 161-168

Если можно, выдайте ссылку на книгу в электронном виде.
Заранее благодарю!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 17 2007, 13:09
Сообщение #43


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Цитата(xemul @ Oct 16 2007, 18:50) *
smile.gif для симметрии удобно считать (что все и делают), что 0 относится к положительным числам. Ведь даже если Вы пронормируете выход АЦП, отняв 0x800000 и поместив 0 на его законное место в дополнительном представлении чисел, ниже нуля окажутся 0x800000 чисел, а выше - только 0x7fffff.

Я видел подобное представление,но при опоре,для примера 2вольта,на +2в будет приходиться на один отсчет меньше чем на -2в и мне это не нравиться.Получается что вес+ меньше -.Дело не в удобстве а в погрешности.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexander55
сообщение Oct 17 2007, 13:20
Сообщение #44


Бывалый
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615



Цитата(Евгений Германович @ Oct 17 2007, 17:09) *
Я видел подобное представление,но при опоре,для примера 2вольта,на +2в будет приходиться на один отсчет меньше чем на -2в и мне это не нравиться.Получается что вес+ меньше -.Дело не в удобстве а в погрешности.

Давайте посчитаем на сколько. Максимальное отклонение у краев и та же 1 дискрета.
О чем сыр-бор. smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
xemul
сообщение Oct 17 2007, 14:34
Сообщение #45



*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731



Цитата(Евгений Германович @ Oct 17 2007, 17:09) *
Я видел подобное представление,но при опоре,для примера 2вольта,на +2в будет приходиться на один отсчет меньше чем на -2в и мне это не нравиться.Получается что вес+ меньше -.Дело не в удобстве а в погрешности.

??? В диапазоне 0x800000-0x8fffff ровно 0x800000 отрицательных целых чисел, в диапазоне 0x000000-0x7fffff столько же положительных целых чисел. Я Вас не понимаю.
Если Вы имеете в виду погрешность в 1 МЗР в целочисленных операциях типа Yavg = SUM(Yi, n)/n, то она сводится к 0.5 МЗР посредством Yavg = (SUM(Yi, n)+0.5*n)/n.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 18 2007, 13:45
Сообщение #46


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Цитата(xemul @ Oct 17 2007, 17:34) *
??? В диапазоне 0x800000-0x8fffff ровно 0x800000 отрицательных целых чисел, в диапазоне 0x000000-0x7fffff столько же положительных целых чисел. Я Вас не понимаю.
Если Вы имеете в виду погрешность в 1 МЗР в целочисленных операциях типа Yavg = SUM(Yi, n)/n, то она сводится к 0.5 МЗР посредством Yavg = (SUM(Yi, n)+0.5*n)/n.

800000 это ноль .ffffff 'это +2вольта разница в 7fffff.тогда -2вольта это 000001,код 000000 это переполнение и не симметрия.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexander55
сообщение Oct 19 2007, 11:14
Сообщение #47


Бывалый
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615



Цитата(Евгений Германович @ Oct 18 2007, 17:45) *
800000 это ноль .ffffff 'это +2вольта разница в 7fffff.тогда -2вольта это 000001,код 000000 это переполнение и не симметрия.

Если представление в дополнительном коде,то
800000 это -MAX;
0 это 0;
7fffff это +MAX.
Если представление модуль со знаком, то старший бит знак.

Я не понимаю, в чем проблема.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Oct 19 2007, 12:48
Сообщение #48


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Цитата(alexander55 @ Oct 19 2007, 14:14) *
Если представление в дополнительном коде,то
800000 это -MAX;
0 это 0;
7fffff это +MAX.
Если представление модуль со знаком, то старший бит знак.

Я не понимаю, в чем проблема.

Код не дополнительный,а смещенный.Как справедливо заметил кто-то из ранее выступавших код 0 и 80 принимают за ноль ,но код 0 это еще и переполнение.Суть в том что кодов с + на 1 меньше чем кодов с _.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Pasha
сообщение Oct 19 2007, 17:14
Сообщение #49


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



Цитата(Okorok @ Oct 17 2007, 15:25) *
Если можно, выдайте ссылку на книгу в электронном виде.
Заранее благодарю!


Нету. Сканера под рукой тоже. Вынужден огорчить...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexander55
сообщение Oct 22 2007, 05:25
Сообщение #50


Бывалый
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615



Цитата(Евгений Германович @ Oct 19 2007, 16:48) *
Код не дополнительный,а смещенный.

Если код смещенный, он и будет дополнительным для отрицательных напряжений.

Цитата(Евгений Германович @ Oct 19 2007, 16:48) *
Как справедливо заметил кто-то из ранее выступавших код 0 и 80 принимают за ноль

Тогда это представление модуль и знак, а не смещенный.
Какой на самом деле, разберитесь. 07.gif

Цитата(Евгений Германович @ Oct 19 2007, 16:48) *
Суть в том что кодов с + на 1 меньше чем кодов с _.

Я выше уже оценил погрешность от этого факта. Погрешность либо устраивает, либо нет. Если нет, то можно учесть, введя коэффициент расчета для положительных величин и коэффициент для расчета отрицательных величин.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

4 страниц V   1 2 3 > » 
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 22nd July 2025 - 22:42
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01798 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016