реклама на сайте
подробности

 
 
> Полосовые фильтры НЧ: на какой элементной базе создать?
Lunatik
сообщение Jan 27 2012, 08:50
Сообщение #1


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 493



Полосовые фильтры НЧ: на какой элементной базе создать?


Требуется создать портативное экономичное устройство (желательно с питанием от батареи «Крона») для измерения в спектре звукового сигнала шумового характера амплитуды двух составляющих, а именно частот 225 и 265 Гц. Входной звуковой сигнал аналоговый и лежит в основном в полосе частот от 160 до 890 Герц. Индикацию амплитуды этих двух составляющих думаю сделать на светодиодных полосах, предположительно от Kingbright.

Есть идея сначала аналоговый входной сигнал преобразовать в цифровой, а затем уже фильтровать. Но это излишне усложнит схему и увеличит ее энергопотребление, сложность, стоимость конструкции, поэтому лучше, думаю, следует обрабатывать аналоговый сигнал, хотя как знать? Что думаете по этому поводу?

Столкнулся с проблемой, как лучше и на чем сделать полосовые фильтры для выделения из звукового шумового сигнала двух выше указанных составляющих частот 225 и 265 Гц. Частоты расположены очень рядом, поэтому полосовые фильтры должны быть очень узкополосные и с достаточной добротностью. На чем их можно было бы создать? Катушки какие – то не хотелось бы мотать. Кроме того, думаю, необходимо будет иметь возможность в некоторых границах немного перестраивать в процессе испытания устройства фильтры в ту или иную сторону по частоте пропускания. Выложу некоторую информацию, которую нашел в Интернете по данной теме.

Попались сведения о микросхеме BA3834F – семиполосный фильтр японской корпорации ROHM. BA3834F имеет семь полосовых фильтров: 68 Гц, 170 Гц, 420 Гц, 1000 Гц, 2400 Гц, 5900 Гц, 14400 Гц. Но мне то нужны иные частоты и столько много фильтров в одном корпусе не нужно, так что эта микросхема мне не подойдет. Но, может быть, есть нечто подобное и попроще? Подскажите, если знаете.

Попалась информация о схемотехнике диапазонного полосового фильтра в DATA SHEET на микросхему LM324. Этот DATA SHEET выкладываю здесь в теме – посмотрите схему полосового фильтра на странице 17 в документе. Но там номиналы элементов приведены на частоту 1 кГц. И добротность фильтра равна 25. Мне эта микросхема нравится, так – как она широко распространена, недорогая и к тому же я ее имею, но получатся ли на ней довольно узкополосные и с достаточной добротностью фильтры на указанные мной в самом начале этой статье частоты? Номиналы для перестройки на другие частоты можно было бы подобрать. Что скажете по этому поводу?

Попадалась еще информация о фильтрах - гираторах, то есть полупроводниковых аналогах индуктивности на операционных усилителях. Перестройка центральной частоты фильтра и его добротности там осуществляется подстроечными резисторами. Делал ли кто – нибудь такое? Если да, то поделитесь информацией и схемами. Может быть мне такое подошло бы.

Попалась информация о микросхемах полосовых фильтров на MAX260, MAX261, MAX262, но цена на эти микросхемы уж слишком большая - просят по 8,6 доллара за штуку, а хотелось бы что – то подешевле. Кроме того, там мне не все понятно с программированием этих микросхем. Смотрел также MAX7490/MAX7491, но опять таки, микросхемы от MAXIM слишком дорогие.

Думаю, некоторые идеи для решения поставленной задачи можно было бы взять из статей по ссылке: http://labkit.ru/html/show_meter

В общем, если кто – то смог бы дать еще какие – то советы о путях решения описанной мной задачи, то просил бы их высказать здесь в теме. Может быть существуют какие – то другие простые микросхемы полосовых фильтров НЧ, на которых можно было бы сделать задуманное мной устройство, то просил бы это подсказать.

И еще один вопрос. Как я писал выше, индикацию амплитуды двух составляющих 225 и 265 Гц думаю сделать на светодиодных полосах, предположительно от Kingbright. Но светодиоды довольно прожорливы в отношении потребления тока, тем более, что устройство должно питаться от батареи «Крона», емкости которой надолго не хватит. Можно конечно запитать светодиодные полосы импульсным током, что уменьшит их потребление. Но, может быть, есть какие – то простые графические ЖК - индикаторы, которые можно было бы использовать вместо светодиодных полос. Нужны небольшие какие то и экономичные. Что – то не удалось найти подходящих для поставленной цели. Может быть кто – нибудь подсказал бы мне и это.







Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  LM324.pdf ( 466.92 килобайт ) Кол-во скачиваний: 39
 


--------------------
«Мысли не деньги, лишними не бывают» - К. Прутков – инженер. Мысль №1

«Профессионал – вовсе необязательно люди, которые умеют что – то делать лучше других. Часто обнаруживается, что все остальное они просто вовсе не умеют делать» - К. Прутков – инженер. Мысль №57
Go to the top of the page
 
+Quote Post
 
Start new topic
Ответов
microsin
сообщение Feb 20 2012, 21:48
Сообщение #2


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 19
Регистрация: 27-11-08
Пользователь №: 41 999



Если Вам нужно экономичное решение (по энергопотреблению), то нельзя применять цифровую обработку сигнала для реализации ФНЧ (наподобие описанной в статье "AVR223: Digital Filters with AVR (цифровые фильтры на AVR)"), так как от микроконтроллера потребуется максимальная производительность. Нужно искать специализированные микросхемы для аппаратной реализации фильтров.

Например, есть специализированные микросхемы фильтров на переключаемых конденсаторах, наподобие LMF100, см. [1], этот фильтр как раз двухканальный. На выходе фильтра нужно поставить амплитудный детектор (например, на операционном усилителе) и сигнал с него подать на АЦП микроконтроллера. Можно применить активные фильтры на операционных усилителях (как рассчитать см. [2]), на выходе фильтра также поставить аналоговый детектор амплитуды, и уже с выхода детектора также подавать сигнал на АЦП микроконтроллера. Тогда можно добиться низкого энергопотребления путем использования энергосберегающих режимов, либо путем снижения тактовой частоты микроконтроллера.

Если не нужен анализ амплитуды сигнала, а нужен просто релейный тональный декодер (на срабатывание от частот 225 и 265 Гц), то можно применить очень хорошую микросхему KA567, см. [3]. Для детектирования двух частот понадобится 2 микросхемы KA567. С выхода микросхем информацию о наличии нужной частоты можно подать прямо на микроконтроллер.

[Ссылки]

1. Микросхема LMF100 - аппаратный двухканальный ФНЧ.
2. Инструменты для радиоинженеров от National Semiconductor.
3. Тональный декодер KA567.

Сообщение отредактировал microsin - Feb 20 2012, 21:56
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rx3apf
сообщение Feb 24 2012, 18:20
Сообщение #3


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 3 834
Регистрация: 14-06-06
Из: Moscow, Russia
Пользователь №: 18 047



Цитата(microsin @ Feb 21 2012, 01:48) *
Если Вам нужно экономичное решение (по энергопотреблению), то нельзя применять цифровую обработку сигнала для реализации ФНЧ (наподобие описанной в статье "AVR223: Digital Filters with AVR (цифровые фильтры на AVR)"), так как от микроконтроллера потребуется максимальная производительность. Нужно искать специализированные микросхемы для аппаратной реализации фильтров.

Например, есть специализированные микросхемы фильтров на переключаемых конденсаторах, наподобие LMF100, см. [1], этот фильтр как раз двухканальный.
......
можно применить очень хорошую микросхему KA567, см. [3]. Для детектирования двух частот понадобится 2 микросхемы KA567. С выхода микросхем информацию о наличии нужной частоты можно подать прямо на микроконтроллер.

А это ничего, что потребление вышеназванных микросхем существенно превышает потребление, скажем, ATmega88 на максимальной тактовой частоте ?


Цитата(V_G @ Feb 24 2012, 20:08) *
Можно, но это уже цифровая фильтрация. И если мы чуть раньше говорили об энергетической неэкономичности цифровой фильтрации, то тут она (фильтрация) должна происходить на повышенной частоте (однобитное преобразование делают на частотах, в десятки раз превышающих верхнюю частоту спектра), и этот недостаток только усугубляется

1. Утверждение о энергетической неэкономичности реальности не соответствует.

2. Вовсе не обязательно. Ограничение те же самые - частота дискретизации должна превышать максимальную частоту спектра не менее чем вдвое. Никаких таких "десятков раз".
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Сообщений в этой теме


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

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 18th June 2025 - 03:32
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01369 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016