STM32F4: цифровой фильтр АЦП Опции

[k000858]

Есть девайс, мерит напряжение. К сожалению, плата разведена не очень хорошо, есть шум на ацп: иногда вместо 0 показывает 0.1-0.3В (вход мерит до 72В благодаря резистивному делителю).
Планирую добавить усреднение: замерять с помощью АЦП 100 (например 100) раз канал, затем вычислять среднее арифметическое из полученных значений. Так делается или есть способ похитрее программно сгладить шумы?

В МК есть FPU и инструкции DSP. Быть может есть готовые библиотеки в CMSIS для подобных расчетов?

[kovigor]

Так делается или есть способ похитрее программно сгладить шумы?

Делается. Если со схемотехникой и разводкой все в порядке, то этот метод вполне применим.
Рискну спросить. А антиалиасный фильтр перед АЦП имеется ? Хотя бы простейшая RC - цепочка ? И насколько сложно будет исправить некорректно разведенную плату ?

[k000858]

Делается. Если со схемотехникой и разводкой все в порядке, то этот метод вполне применим.
Рискну спросить. А антиалиасный фильтр перед АЦП имеется ? Хотя бы простейшая RC - цепочка ? И насколько сложно будет исправить некорректно разведенную плату ?

На входе АЦП простой резистивный делитель + кондер на GND
На входе Vref рекомендуемая схема от ST

Схема будет переделана в следующих ревизиях устройства, как только будут найдены источники помех и способы их устранения.
Сейчас задача - улучших характеристики АЦП уже эксплуатируемых устройств (т.е. программно)

Вот простейший фильтр:

CODE

#define SHIFT 4 // filter time constant is T*2^SHIFT

static int acc;

// seed filter with initial value
void filter_init(int a)
{
acc = a << SHIFT;
}

// call this periodically and supply filter with input data
void filter_advance(int a)
{
acc += a - (acc >> SHIFT);
}

// filter output
int filter_result(void)
{
return acc >> SHIFT;
}

спасибо за пример. еще бы допереть как его использовать.
можно в 2х словах?

[adnega]

На входе АЦП простой резистивный делитель + кондер на GND

Общеизвестно, что на сопротивление такого делителя накладываются ограничения.
У вас R не больше предельного значения? В противном случае АПЦ превращается в показометр.

[k000858]

Общеизвестно, что на сопротивление такого делителя накладываются ограничения.
У вас R не больше предельного значения? В противном случае АПЦ превращается в показометр.

плата разведена довольно неплохо, а вот схема питания устройства ( ... -> 5В -> 3.3В) так себе, соответственно Vref получается довольно шумным не смотря на фильтр.

на самом деле железной частью устройства занимаюсь не я. я больше по программной части.

Применил вышеописанный фильтр. Без подключенного измеряемого напряжения (на входе АЦП 0В):
до применения показания были 0 - 0.3В
после применения (результат берется из 100 измерений) 0.07-0.12В т.е. 0В никогда не бывает.

В общем делаю вывод, что частота помехи слишком высокая и в измерения слишком часто попадают броски. Будь частота помехи пониже, от фильтра было бы больше пользы.

Быть может у кого то еще появятся мысли о том, как мне победить помеху программным способом...

идея в том что вы вызываете void filter_init(int a)
с первым полученным от АЦП значением или 0

а далее каждое новое значение пихаете в void filter_advance(int a), и когда вам надо
отфильтрованный результат, берете его в int filter_result(void)


это обычная экспонента

спасибо.
а чем такой способ отличается от медианного фильтра (в 2х словах, если не сложно) ?

[scifi]

Применил вышеописанный фильтр. Без подключенного измеряемого напряжения (на входе АЦП 0В):
до применения показания были 0 - 0.3В
после применения (результат берется из 100 измерений) 0.07-0.12В т.е. 0В никогда не бывает.

Можно предположить, что помеха настолько велика, что среднеквадратичное отклонение имеет порядок 0.1В, что и даёт такое среднее значение около 0 (потому что отрицательные значения на входе АЦП заменяются нулём, а положительные остаются). Это предположение нужно подтвердить. Оцифруйте 100...1000 отсчётов при ненулевом входе и посчитайте статистические показатели: среднее, мин., макс., среднеквадратичное отклонение.
Если предположение подтвердится, то можно приподнять сигнал на входе АЦП ещё одним резистором (к Vref, например), чтобы сигнал на входе АЦП никогда не опускался ниже 0 даже в присутствии шумов. Ну а потом эту поправку от резистора учесть в расчётах, естественно.