Фильтрация входного сигнала. Опции

[Xtal1]

Всем доброго времени суток.
Прошу прощения, если не в тот раздел, но более подходящего не нашел.

Проблема заключается в следующем:
Есть поток входных значений, для примера даю выборку из 1000 отсчетов

 sampling.rar ( 9.22 килобайт ) Кол-во скачиваний: 164


Нужно фильтровать такой поток значений, дабы получить "болтанку" на выходе не более 2-3 единиц по амплитуде. Тупым усреднением этого получается достичь лишь при количестве усредняемых значений близкому к 1000.
Можно ли добиться подобного результата с помощью каких-то более серьезных алгоритмов фильтрации и получить при этом время отклика фильтра хотя бы 200-400 сэмплов.

[_pv]

если не секрет, то интересуют грязные подробности
что за трансиверы, параметры передачи (битовая скорость) и в каких тугриках измеряется время в прикреплённом файле.

распеределние вполне нормальное, надо только округлить до значения (загрубить дисктеризацию до ~40 тугриков).
33590, 36630, 36670. потому что это и есть реальная дисктерность ограниченная в приёмнике, остальные более мелкие изменения полезной информации не несут.

можно попробовать улучшить ситуацию если аккуратно смотреть частоту тактирования обоих трансиверов. так как частоты заведомо не одинаковые можно попробовать поймать их биения, чья фаза возможно даст дополнителную информацию о задержке распространения. но так как шумы (16 тугриков) не особо меньше дискретности (40 тугриков) то, пожалуй, ничего хорошего из этого не получится.

так что природу тут не обманешь, есть распределение с сигмой 16 тугриков, хочется сделать 1, усредняй 16^2 = 256 раз.

[Xtal1]

если не секрет, то интересуют грязные подробности
что за трансиверы, параметры передачи (битовая скорость) и в каких тугриках измеряется время в прикреплённом файле.

Трансиверы ST-шные SPIRIT1. Параметры передачи на данный момент следующие: FSK, 250 kbps, Δf = 127 kHz, полоса пропускания 540 kHz.

Контроллер используется STM32f401, тактирование таймера 84 MHz.
Соответственно те тугрики, которые тики таймера, которые в прицепленном файле, это время выраженное в 1/84е6 секунд или 11,905 наносекунд на каждый тугрик.

Скажите, есть ли какие-нибудь гипотезы относительно динамики взаимного передвижения объектов в системе?

Наверное, я не совсем понял вопрос, но тот сигнал, который я приводил, получен при неизменном взаимном расположении трансиверов (на расстоянии около 2-х метров) и предметов вокруг них (за исключением меня, сидящего рядом на стуле).

Скажите, задержка получения результата фильтрации имеет значение?

Большого значения не имеет, если она, конечно, в разумных пределах. А какая задержка имеется ввиду, время расчета?

[ViKo]

Контроллер используется STM32f401, тактирование таймера 84 MHz.
Соответственно те тугрики, которые тики таймера, которые в прицепленном файле, это время выраженное в 1/84е6 секунд или 11,905 наносекунд на каждый тугрик.
Наверное, я не совсем понял вопрос, но тот сигнал, который я приводил, получен при неизменном взаимном расположении трансиверов (на расстоянии около 2-х метров) и предметов вокруг них (за исключением меня, сидящего рядом на стуле).

Умножаем 11,905 ns на 36600, получаем 0,44 ms. Умножаем на скорость света 300 000 000, получаем 130 714 m. Что-то не сильно похоже на 2 x 2 m.
Значит, есть (ее не может не быть) громадная задержка обработки сигналов в микроконтроллерах. А из-за разных прерываний и т.п. она еще и не постоянная. Вот и побочные всплески.

Можно и так:

Ух ты, в экселе (точнее, у меня LibreOffice Calc) можно и графики рисовать!

P.S. Что делают микроконтроллеры 36000 тактов?

[Xtal1]

Умножаем 11,905 ns на 36600, получаем 0,44 ms. Умножаем на скорость света 300 000 000, получаем 130 714 m. Что-то не сильно похоже на 2 x 2 m.
Значит, есть (ее не может не быть) громадная задержка обработки сигналов в микроконтроллерах. А из-за разных прерываний и т.п. она еще и не постоянная. Вот и побочные всплески.


Ух ты, в экселе (точнее, у меня LibreOffice Calc) можно и графики рисовать!

P.S. Что делают микроконтроллеры 36000 тактов?

Как я уже говорил выше, задержка естественно есть.
Она состоит из задержек на переключение режимов приема/передачи, самого времени передачи пакета...
Время входа в прерывания стабильно одинаковое (это тоже отлаживалось и проверялось), каких-то более приоритетных да и вообще других включенных прерываний нет.
И еще раз повторюсь, все задержки константные (во всяком случае насколько я смог их измерить с точностью до 41,6 нс).
Нестабильны задержки от начала отправки пакета передатчиком и до момента выдачи сигнала детектирования синхрослова приемником.
Они одинаково пляшут при передаче в обе стороны. И порядок гуляния этих задержек как раз укладывается в гуляния самого результата измерения.
Вы хотите сказать, что моя гипотеза о периоде дискретизации входного сигнала в трансивере, которым он квантует результирующие значения не верна?

раз тактовая частота 84МГц, или 12нс, то соответственно внутри приёмника сигнал оцифровывается на частоте 84/40 ~ 2МГц, что для полосы ~500 кГц, вполне разумно, зачем оцифровывать быстрее?
соответственно уже снаружи столь высокочастотным таймером измерять это дело абсолютно бестолку.
единственное как я уже говорил можно попробовать поймать биения этих 2МГц частот у приёмника и передатчика. тогда может и получится померить расстояние получше

А эти 40, это вы взяли скачки результатов из выборки?
То-есть Вы тоже считаете, что малину портит именно частота дискретизации самого трансивера?

Еще хочется услышать Ваше мнение по поводу вот этого.
Как думаете, там результат получился более красивый именно за счет несколько иного функционирования трансиверов (я имею ввиду, что у них частота дискретизации могла быть повыше)?

[ViKo]

Нестабильны задержки от начала отправки пакета передатчиком и до момента выдачи сигнала детектирования синхрослова приемником.
Они одинаково пляшут при передаче в обе стороны. И порядок гуляния этих задержек как раз укладывается в гуляния самого результата измерения.
Вы хотите сказать, что моя гипотеза о периоде дискретизации входного сигнала в трансивере, которым он квантует результирующие значения не верна?

Почему они пляшут одинаково, а не каждый "танцует свой танец"?
У вас тактовая частота микроконтроллеров не синхронна с частотой трансиверов. Также и частоты самих микроконтроллеров не синхронны. Поэтому задержки могут гулять на такты.
Но у вас же гуляет на 40 тактов?! Так, это... эхо?

И 36000 тактов - еще раз интересуюсь, на что они пошли?

[Xtal1]

И 36000 тактов - еще раз интересуюсь, на что они пошли?

Попробую ответить такой картинкой:

По названиям каналов должно быть понятно где какой сигнал. Период между маркерами - это то, что собственно измеряется. Задержка между SLAVE SYNC DETECTED и SLAVE TX точная и обеспечивается таймером МК. Не буду засорять ноосферу лишней информацией, просто скажу, что задержка эта необходима в силу особенностей работы самого трансивера.
Как видите, ничего там лишнего нету и при такой скорости передачи задержка особо меньшей быть не может. Формат пакета следующий: 4 байта преамбулы, 3 байта синхрослова, остальное - данные, но они никакой роли не играют.