режекторный фильтр 50 Hz, ищу схему Опции

[AndreyVN]

Всем привет!

Собираю режекторный фильтр 50 Гц.

Пробовал с двойным T-мостом, слишком трудоемко подбирать C1=C2. А иначе, либо добротность плохая, либо вообще - самовозбуд.

Нашел схему на основе конвертера полного сопротивления 2 ОУ, 1 резистор на частоту режекции, 1 резистор на добротность, завелся сразу, но, беда, работа фильтра сильно зависит от сопротивления источника сигнала. Фильтр склонен к присвистыванию (кое где на сигнале появляются ВЧ заполнения).
Может затрешать на инфранизкой частоте. В общем, работает, но нестабильно.

Короче, прошу ссылку на ресурс по режекторным фильтрам или что-нибудь из личного опыта.

[Stanislav]

...Короче, прошу ссылку на ресурс по режекторным фильтрам или что-нибудь из личного опыта.

Опишите, пожалуйста, задачу подробнее: какова допустимая полоса режекции (по -3дБ, например), какая требуется глубина режекции, и в каком именно диапазоне частот, а также тип Вашего сигнала.

Как-то делали режекторные фильтры на 6,8Гц и 20 Гц по схеме "кольцевого фильтра":

.............................................................................
Об этом "кольцевом фильтре" написано, кажется, в:
"Фолкенбери. Применение операционных усилителей" или "Хоровиц ... Искусство схемотехники"
Извините, но за давностью лет подробнее сказать не могу.

Более правильно это называть биквадратным звеном (или фильтром) 2-го порядка.
Прочитать о нём, действительно, можно практически в любой книге по аналоговой схемотехнике.
Такой фильтр обладает рядом преимуществ по сравнению с "однооперным": меньшей чувствительностью к разбросу компонентов, меньшей зависимостью от параметров ОУ, лучшей устойчивостью при больших добротностях, и т.д.
Высокодобротный "нуль" в таком фильтре, по-моему, получить будет проще, чем в схеме с одиночным ОУ и двойным Т-мостом.

[AndreyVN]

......
Высокодобротный "нуль" в таком фильтре, по-моему, получить будет проще, чем в схеме с одиночным ОУ и двойным Т-мостом.

Фильтр для кардиографа, оринтеровочные параметры: добротность 50-80, полоса в райноне 46-54 Гц.

От Twin-Т я давно отказался. На выходные наконец-то вывел K(jw), так дествительно, в области низких частот был полюс, и АЧХ на режекторную (notch) слабо похожа, хотя, считал номиналы R,C по справочным формулам. Теперь можно будет варировать параметры более осознанно. К сожалению, схема не имеет названия, написано "на основе конвертеров полного сопротивления" из Пейтон, Волш Применение ОУ.

[Stanislav]

Фильтр для кардиографа, оринтеровочные параметры: добротность 50-80, полоса в райноне 46-54 Гц...

Понятно.
Не являясь специалистом в мед. технике, всё же позволю выразить сомнение в том, что такой фильтр в тракт кардиографа вообще можно ставить. Дело в том, что он исказит до неузнаваемости форму сигнала (с такой добротностью получится отклик на какой-нить R-зубец в виде длиннющих "хвостов"), а это, как я понимаю, абсолютно недопустимо.
Сетевую наводку в кардиографах, насколько мне известно, давят не так. К телу обследуемого человека прикрепляют дополнительный контакт, вдали от сердца (например, на ноге). С него снимается сетевая наводка, впоследствии вычитаемая из суммарного сигнала, который при этом не портится.

[AndreyVN]

Сетевую наводку в кардиографах, насколько мне известно, давят не так. К телу обследуемого человека прикрепляют дополнительный контакт, вдали от сердца (например, на ноге). С него снимается сетевая наводка, впоследствии вычитаемая из суммарного сигнала, который при этом не портится.

Это уже сделано. Еще можно на третий электрод подавать выделенный синфазный сигнал в противофазе. Действует на удивление эффективно, при напряжении +,- 2В.

...А какой КОСС реально Вы получили, и есть ли у Вас подстройка этого параметра (точнее - подстраивается ли у Вас)?...

Подстройка КООС есть, цифру не скажу, пока не мерил. Честно говоря, я на фильтр надеялся, надо будет посмотреть насколько исказиться картинка типичного зубца, если из его спектра вырезать где-то 48-53 герца.

[FPGA]

Посмотрите этот апнот от TI. В этом варианте подавление сетевой помехи осуществляется цифровым фильтром. Исходники лежат здесь. А на этой странице дается общее описание принципа построения входного тракта кардиографа и приводятся данные о требуемой полосе пропускания в разных режимах.

Этот фильтр не годится, даже для "стандартной" полосы пропускания в 30 Гц - он имеет эффективную полосу всего 6 Гц. Автор, к сожалению, не привёл рабочую полосу усилителя, но думаю, что она больше этой величины. Для 30 Гц полосы можно придумать фильтр и получше.

Естественно, не годится, он ведь спроектирован для другого применения и предлагался не как готовое решение, а как возможная идея для решения проблемы.

Узкополосную помеху, сидящую в рабочей полосе, не надо подавлять режекторным фильтром, а надо оценивать, реконструировать и вычитать из сигнала, чтобы не искажать его форму, и не вносить потери. Сделать качественно это можно только в цифрЕ.

Снова согласен. Хотя, по-видимому, дело обстоит проще и нет необходимости реконструировать помеху, поскольку она уже автором выделена.

Сетевую наводку в кардиографах, насколько мне известно, давят не так. К телу обследуемого человека прикрепляют дополнительный контакт, вдали от сердца (например, на ноге). С него снимается сетевая наводка, впоследствии вычитаемая из суммарного сигнала, который при этом не портится.

Это уже сделано. Еще можно на третий электрод подавать выделенный синфазный сигнал в противофазе. Действует на удивление эффективно, при напряжении +,- 2В.

2 Stanislav: Иными словами, ее надо оцифровать и вычесть, как Вы и предлагаете.

[Stanislav]

Узкополосную помеху, сидящую в рабочей полосе, не надо подавлять режекторным фильтром, а надо оценивать, реконструировать и вычитать из сигнала, чтобы не искажать его форму, и не вносить потери. Сделать качественно это можно только в цифрЕ.

Снова согласен. Хотя, по-видимому, дело обстоит проще и нет необходимости реконструировать помеху, поскольку она уже автором выделена.

Беда в том, что не до конца. Всегда имеется остаточный сигнал, крайне неприятный на глаз. А хорошие врачи, насколько мне известно, оценивают кардиограмму именно так (и это правильно!).

2 Stanislav: Иными словами, ее надо оцифровать и вычесть, как Вы и предлагаете.

Это годится для усилка: незачем усиливать лишние помехи. "Тонкую" же обработку, как мне думается, нужно делать после оцифровки (благо вычислительная мощность современных процессоров для такого сигнала вполне достаточна).
Для такой обработки помеху нужно воссоздать - явно (синтезировать) или неявно. Фишка в том, что мы о ней много чего знаем, и это упрощает процедуру синтеза.
Если уж делать подавление помех "всерьёз и по-настоящему", нужно также учитывать априорно известные или измеренные (оцененные) временнЫе и спектральные характеристики самогО полезного сигнала; это имеет прямое отношение к шумоочистке, но выходит за рамки данной темы.

я ранее предлагал уйти в цифру ...но ориджинатор не среагировал...

Дык, дело тут не в цифрЕ или аналоге, а в методике. Как Вы уже и говорили, цифровой режектор получается гораздо лучше, чем аналоговый, однако, мне хотелось обратить внимание на совершенно другой подход к решению проблеммы.

...применял я и аналоговые режекторы с автоподстройкой ноля(следит за 50Hz)....(тут вроде не упоминалось такое решение....)

Это один из примеров адаптивной системы, каковую я, собственно, здесь и предлагаю, только она (предлагаемая) немного посложнее в реализации.