Вычисление амплитуды наложенных импульсов Опции

[vshl2]

Добрый день, разработана плата АЦП для оцифровки сигнала с пробсчетчиков/ФЭУ,14-битный АЦП(40 МГц), Циклон 2-й + ARM STM32.
В ПЛИС - входной фильтр, быстрый и медленный фильтры, запоминание максимума, ОЗУ для спектра, ОЗУ для снимков разных
точек схемы + разные мелочи. Нет коррекции амплитуды при приходе импульса в момент хвоста от предыдущего. Форма импульса
классическая RC - быстрый скачок + экспоненциальный хвост. Следствие - дополнительное ухудшение разрешения при больших
загрузках.
Читал, читал, но пока мысль только одна - на основании измеренной амплитуды текущего импульса сформировать хвост отдельно,
скажем, представив экспоненту в виде нескольких отрезков ломаной, коэффициенты подобрать, и вычитать из входного сигнала
( до быстрого и медленного фильтров ). Но прав ли я? Есть более грамотный способ?

И еще вопрос - при усреднение базовой линии (с последующим вычитанием из амплитуды), если я правильно понял, производится
при отсутствии импульсов, что лучше использовать в качестве критерия их отсутствия - отдельный пороговый уровень или
привязаться к сигналу с выхода быстрого фильтра?

[ivan2006]

Следствие - дополнительное ухудшение разрешения при больших
загрузках.
Читал, читал, но пока мысль только одна - на основании измеренной амплитуды текущего импульса сформировать хвост отдельно,
скажем, представив экспоненту в виде нескольких отрезков ломаной, коэффициенты подобрать, и вычитать из входного сигнала
( до быстрого и медленного фильтров ). Но прав ли я? Есть более грамотный способ?

Возможно, оптимальным решением будет использовать свёртку/кросс-коррелляцию с некоторой функцией, чтобы преобразовать импульсы с экспоненциальным затуханием в более короткие. Т.е. перед обработкой сигнала пропускать его через специальный фильтр и измерять амплитуду импульсов уже после фильтра. Фильтр нужно подбирать экспериментально на основе имеющейся осциллограммы сигнала, в зависимости от соотношения сигнал/шум. При хорошем сигнале можно сократить длительность импульсов в разы.

Для того, чтобы разрешение не ухудшалось с увеличением загрузки используют фиксированное "мёртвое время", т.е. если импульсы приходят с периодом менее, чем интервал, используемый для расчёта амплитуды, то такие импульсы игнорируются. Но наличие "мертвого времени" приведёт к ограничению максимальной скорости счёта.

И еще вопрос - при усреднение базовой линии (с последующим вычитанием из амплитуды), если я правильно понял, производится
при отсутствии импульсов, что лучше использовать в качестве критерия их отсутствия - отдельный пороговый уровень или
привязаться к сигналу с выхода быстрого фильтра?

Это зависит от входной загрузки и формы импульсов. Просто использование порогового уровеня может давать завышенное значение фона (базовой линии).
При нормальной загрузке можно измерять фон в промежутке между импульсами, отсчитав таймером достаточное время после срабатывания компаратора, регистрирующего импульсы. При большой загрузке фон надо расчитывать с учётом наличия экспоненциальных хвостов импульсов, это гораздо сложнее.

Для точного измерения фона можно попробовать добавить ещё один полностью аналогичный счётчик импульсов, который запускается просто по таймеру, вне зависимости от наличия реальных импульсов. Спектр от такого счётчика будет иметь пик около нуля, соответствующий отсутствию импульсов. Отклонение этого пика от нулевого положения как раз и будет коррекцией фона, а полуширину этого пика можно использовать для последующей математической обработки спектра.

[Xenia]

Возможно, оптимальным решением будет использовать свёртку/кросс-коррелляцию с некоторой функцией, чтобы преобразовать импульсы с экспоненциальным затуханием в более короткие. Т.е. перед обработкой сигнала пропускать его через специальный фильтр и измерять амплитуду импульсов уже после фильтра. Фильтр нужно подбирать экспериментально на основе имеющейся осциллограммы сигнала, в зависимости от соотношения сигнал/шум. При хорошем сигнале можно сократить длительность импульсов в разы.

Такого рода фильтр неизбежно исказит амплитуду импульсов в сторону увеличения. И никаким подбором корректирующего фильтра этого не избежать, поскольку любой фильтр, делающий пологие нисходящие склоны более отвесными, обязателно усилит и резкий всплеск в начале сигнала.