Режекторный фильтр на 50 Гц для видеосигнала, как удалить наводку от цепей питания на видеосигнал Опции

[Hoodwin]

Собственно возникла вот какая задача. Имеем видеосигнал АЦП с частотой 66.(6) МГц, но вообще частота может программно меняться, от 25 до 80 МГц. Но некоторые приемники выдают сигнал с замешиванием в него частоты 50 Гц. И вот требуется эту помеху из сигнала убрать, однако DC нужно оставить. Обработка делается на ПЛИС и основная частота обработки в ней - 100 МГц.

Пока что в голову приходит такой способ.
1) ФНЧ, оставить полосу порядка 200-300 Гц.
2) децимация сигнала на частоту работы полосового фильтра.
3) Полосовой фильтр вокруг частоты 50 Гц.
4) ресемплинг на исходную частоту оцифровки
5) Вычитание из входного сигнала выделенной составляющей

Однако вот попробовал синтезировать какие-то фильтры в MATLAB, смущает, что на шагах 1-3 составляющая приобретает сдвиг по фазе, и становится непригодна для простого вычитания из исходного сигнала. Причем если для одной частоты еще можно как-то подравнять ФЧХ на 0 именно для частоты фильтрации, то для полосы 50-60 Гц фаза довольно сильно изменяется в полосе пропускания.

Пока задачка стоит подавить составляющую на 50 Гц где-нибудь на 35-45 дБ. На данный момент амплитуда помехи оценена в 10% динамического диапазона АЦП. При реализации фильтра на ПЛИС вполне можно успеть делать КИХ на 128-256 порядков на одном блоке памяти. Но вот все же хотелось бы давить не только одну частоту в 50 Гц, но диапазон от 50 до 60. Возможно ли это?

[Hoodwin]

alex_os
Так если делать ФАПЧ, то проблема с частотой дискретизации не пропадает совсем, так как ФАПЧ содержит петлевой фильтр нижних частот, который должен интегрировать ошибку по фазе. Причем этот фильтр будет работать на частоте дискретизации сигнала, то есть 25-80 МГц, а выделять должен полосу от 0 до 2 Гц где-нибудь. Вот это место непонятно, как его сделать простым фильтром?

Когда я задумался об интегралах Фурье, то я понял так, что мы считаем параллельно два интеграла, получаем сразу два коэффициента перед синусом и косинусом, что эквивалентно амплитуде и фазе. Но то что мы считаем их на частоте дискретизации - это просто, скажем, 15-18 лишних бит к сумматору, на котором идет интегрирование, можно даже ничего не фильтровать и спектр не переносить. Вот. И это даже будет работать, если считать, что помеха ровно на одной частое w0.

С автоподстройкой, конечно, лучше было бы, но надо придумать, как петлевой фильтр реализовать на частоте дискретизации.

Сообщение отредактировал Hoodwin - Jun 28 2013, 14:04

[alex_os]

alex_os
Так если делать ФАПЧ, то проблема с частотой дискретизации не пропадает совсем, так как ФАПЧ содержит петлевой фильтр нижних частот, который должен интегрировать ошибку по фазе. Причем этот фильтр будет работать на частоте дискретизации сигнала, то есть 25-80 МГц, а выделять должен полосу от 0 до 2 Гц где-нибудь. Вот это место непонятно, как его сделать простым фильтром?

Когда я задумался об интегралах Фурье, то я понял так, что мы считаем параллельно два интеграла, получаем сразу два коэффициента перед синусом и косинусом, что эквивалентно амплитуде и фазе. Но то что мы считаем их на частоте дискретизации - это просто, скажем, 15-18 лишних бит к сумматору, на котором идет интегрирование, можно даже ничего не фильтровать и спектр не переносить. Вот. И это даже будет работать, если считать, что помеха ровно на одной частое w0.

С автоподстройкой, конечно, лучше было бы, но надо придумать, как петлевой фильтр реализовать на частоте дискретизации.

Так петлевой фильтр не нужно на частоте дискретизации делать он может содержать дециматоры, ну сделать его в виде скажем (первое что в голову пришло) СIC дециматора. Генератор ФАПЧ можно подстраивать один раз на тысячи входных отсчетов. Напрямую типа ДПФ можно подсчитать фазу и амплитуду, только что Вы будете делать дальше с этими данными?. Что бы воспользоваться измеренной фазой и амплитудой нужен будет здоровенный буфер размером время_измерения * частоту_дискретизации.

[_pv]

Напрямую типа ДПФ можно подсчитать фазу и амплитуду, только что Вы будете делать дальше с этими данными?. Что бы воспользоваться измеренной фазой и амплитудой нужен будет здоровенный буфер размером время_измерения * частоту_дискретизации.

зачем буфер? интеграл Фурье считается на лету, а 50Гц более менее постоянные, то есть не будет особых проблем если, грубо говоря, секунду считать амплитуду и фазу 50Гц, а потом следующую секунду вычитать синус с этими параметрами, никуда он за секунду не денется.
плюс посчитанные интегралы Фурье можно наверное через какой-нибудь совсем простенький БИХ фильтр пропустить y+= (x-y) / K, чтобы сделать нечто вроде окна.
и тогда в любой момент времени есть фаза и амплитуда помехи. осталось только вычесть.