Определение постоянной составляющей синусоиды... Опции

[vladimir_m]

Задача такая.
Есть сигнал - синусоида с постоянной составляющей, которая может медленно изменяться.
Синусоида оцифровывается и передаетя в комп буферами. Период синусоиды большой, заранее не известный, намного больше фиксированного размера буфера. Необходимо отслеживать изменение постоянной составляющей по приходу каждого буфера (уточнять с каждым буфером).
Как такое можно сделать?

[vladimir_m]

Всем спасибо!
Лично я остановился на варианте уважаемого fontp, как наиболее приемлемом алгоритмически для моей задачи.

Сообщение отредактировал vladimir_m - Nov 22 2008, 12:32

[Tanya]

Всем спасибо!
Лично я остановился на варианте уважаемого fontp, как наиболее приемлемом алгоритмически для моей задачи.

Несколько странно... Такой метод подойдет ведь для сигналов любой формы и их суммы. Если Вы точно знаете, что там одна чистая синусоида, то можно эффективнее... Хозяин - барин.

[fontp]

Несколько странно... Такой метод подойдет ведь для сигналов любой формы и их суммы. Если Вы точно знаете, что там одна чистая синусоида, то можно эффективнее... Хозяин - барин.

Существует закон Парето, утверждающий что для каждой задачи существует наиболее эффективное решение, на 80% от идеала, которое обеспечивают 20% усилий Больше и не надо. Зачем платить больше? В реальной жизни судбба оставшихся 20% от совершенства в руках менеджеров. Не дело это экспертов... У менеджеров тут только 2 выхода : или удовлетвориться достигнутым, или нанять 10 низкоквалифицированых недорогих студней, чтобы пилить дальше чистое золото


В принципе, если бы в условиях задачи было бы сказано, что частота синусоиды находится в диапазоне, то можно было бы предложить следующее (менее простое но более совершенное) решение:
вычистить синусоиду режектором

Походу, чем более "совершенно" решение - тем менее оно робастно (т.е. устойчиво и структурно устойчиво), поскольку зиждется на большем числе СОМНИТЕЛЬНЫХ предположений

Более "эффективное", в смысле совершенное решение не адекватно условию задачи

Оценивать синусоиду - это уже последнее дело. Но кривизна буферов никакой роли не играет. Это не должно смущать автора поста. Если даже данные асинхронны, их можно всегда загнать в линию задержки, которую для решения задачи рассматривать как буфер произвольной длины (до длины линии задержки max)

[Stanislav]

В принципе, если бы в условиях задачи было бы сказано, что частота синусоиды находится в диапазоне, то можно было бы предложить следующее (тоже простое но эффективное) решение:
вычистить синусоиду режектором

Странно... Я готов был услышать подобное от GetSmart, но не от Вас.
Сколько времени уйдёт на такую вот режекцию, ну, сколько переходный процесс будет длиться?
Уж лучше тогда действительно период вычислить, а потом по нему усреднять, как предлагает этот "теоретик".
Режекция может быть эффективна только если период синусоиды известен определённо. Что есть тавталогия.
Кроме того, не сказано, что в сигнале нет разрывов.

...Более "эффективное" в смысле совершенное не адекватно условию задачи

Почему же? Оно соответствует условиям в полной мере, только вычислительно гораздо сложнее.

[fontp]

Странно... Я готов был услышать подобное от GetSmart, но не от Вас.
Сколько времени уйдёт на такую вот режекцию, ну, сколько переходный процесс будет длиться?
Уж лучше тогда действительно период вычислить, а потом по нему усреднять, как предлагает этот "теоретик".
Режекция может быть эффективна только если период синусоиды известен определённо. Что есть тавталогия.
Кроме того, не сказано, что в сигнале нет разрывов.

Почему же? Оно соответствует условиям в полной мере, только вычислительно гораздо сложнее.

Просто Вы не знакомы с законом Парето и основным принципом принятия эффективного решения "80 на 20". Нужно использовать всегда простейшие решения из возможных. Workaround, если Вам это что нибудь говорит, а не нанотехнологию

Про время измерения я упомянул в самом первом посте. Про время ничего не сказано автором. Поэтому можно догадаться, что чуваку время пофиг по умолчанию или около того. Надо исходить из того, что всё что упущено в условии - пофиг, а не усложнять задачу выдумками... Поэтому самое первое и общее решение - НЧ-фильтрация, полосовая режекция - второе решение (полоса определяет время) и т.д.


ЗЫ. Извините, Stanislav, а со своими разрывами Вы вообще всех уже задолбали ещё в начале лета. Про разрывы ничего не сказано, про разрывы Вы придумали

[Stanislav]

Просто Вы не знакомы с законом Парето и основным принципом принятия эффективного решения "80 на 20". Нужно использовать всегда простейшие решения из возможных. Workaround, если Вам это что нибудь говорит, а не нанотехнологию

Я так не считаю. Простейшие решения - часто оказываются не самыми лучшими. А закон Парето - лишь пример словоблудия, основное положения которого не сможете доказать ни Вы, ни кто-либо другой.
Кроме того, по поводу 80% - Вы себе явно льстите. Предложенный Вами метод даст результат через неопределённое время.

...Про время измерения я упомянул в самом первом посте. Про время ничего не сказано автором.

Как это не сказано? Постоянная составляющая ему нужна "сразу". Прочитайте ещё раз условия.

...Поэтому можно догадаться, что чуваку время пофиг по умолчанию или около того. Надо исходить из того, что всё что упущено в условии - пофиг, а не усложнять задачу выдумками... Поэтому самое первое и общее решение - НЧ-фильтрация, полосовая режекция - второе решение (полоса определяет время) и т.д.

Решение в лоб и без мысли, как я и писал уже...

...ЗЫ. Извините, Stanislav, а со своими разрывами Вы вообще всех уже задолбали ещё в начале лета.

Какими такими "моими разрывами"? И кого это "всех"? Настоятельно прошу ответить.

...Про разрывы ничего не сказано, про разрывы Вы придумали

Если нет - значит нет. Про это тоже нигде не сказано. Собственно, я на этом не настаиваю, и принципиально это ничего не меняет.

Сообщение отредактировал Stanislav - Nov 24 2008, 09:11

[fontp]

Кроме того, по поводу 80% - Вы себе явно льстите. Предложенный Вами метод даст результат через неопределённое время.

Да ладно... Переходное время линейного фильтра равно обратному значению его полосы. Вполне определённое. Другое дело, что называет автор под "медленно меняющейся постоянной составляющей", может она "медленно меняется" быстрее чем переходное время фильтра

Поэтому я получу результат за известное время ВСЕГДА. Возможно, это будет не то, что хотелось автору. Какой вопрос - такой ответ

Как это не сказано? Постоянная составляющая ему нужна "сразу". Прочитайте ещё раз условия.

Про "сразу" это он погорячился. И не в условии, а потом...
В любом случае для того, чтобы отличить компоненту частоты 0 от компоненты частоты F ему нужно время измерения сигнала как минимум 1/F

Решение в лоб и без мысли, как я и писал уже...
Какими такими "моими разрывами"? И кого это "всех"? Настоятельно прошу ответить.

Разрывами, которые Вы собрались сшивать по непрерывности сигнала. Существование разрывов во времени, когда сигнал не регистрируется, обычно есть признак неправильного проектирования девайса. Тогда задним числом программными методами пытаются замутить компенсацию ошибки аппаратного проектирования. Бывает, но не типично...
В маломальски приличном шуме ничего реально "по непрерывности" Вы не зашьете, пустое

"Все" - это все, кроме Вас. Понятно, что это моё частное мнение + мнение тех с кем этот вопрос мной обсуждался

Нет-нет-и-нет. Никакой фигни "по непрерывности" в практических случаях не бывает

И не смейте меня винить в хамстве и грозить забанить! В Вашем стиле... Сначала обозвать оппонента "без мысли", потом бежать ябедничать модераторам ;-)

ЗЫ. В дискуссии о "сшивании сигнала по непрерывности" я участвовать не собираюсь. Мое мнение что это фигня, оправданная только для отмазок от предъяв заказчика, когда бабки потрачены на проектирование кривого устройства. Денег всё равно уже нет, нужно искать цивилизованное решение и т.д.

[Stanislav]

Да ладно... Переходное время линейного фильтра равно обратному значению его полосы. Вполне определённое. Другое дело, что называет автор под "медленно меняющейся постоянной составляющей", может она "медленно меняется" быстрее чем переходное время фильтра

Очень распространённое заблуждение, обычно выдающее дилетанта.
"Переходное время фильтра", как Вы изволили выразиться, определяется, в общем, не шириной его полосы, а крутизной спада спектральных составляющих в переходной полосе (т.е, эквивалентной добротностью), отнесённой к частоте среза этого фильтра.
Не устаю вам в очередной раз удивляться... В данном случае, уже с кислым привкусом...

Поэтому я получу результат за известное время ВСЕГДА. Возможно, это будет не то, что хотелось автору. Какой вопрос - такой ответ

Да я и не спрашивал особенно ни о чём... Только вот в условии написано:

...Синусоида оцифровывается и передаетя в комп буферами. Период синусоиды большой, заранее не известный, намного больше фиксированного размера буфера...

Отсюда явно следует, что результат Вы получите за время заранее неизвестное, то есть, неопределённое.
Хотелось бы верить, что хоть сейчас это стало понятным...

...Про "сразу" это он погорячился. И не в условии, а потом...

Не заставляйте подозревать Вас в лукавстве.
Это условие было обнародовано до Вашего, равно как и моего, первого поста.
Насчёт "погорячился" - это лишь Ваши придумки. Лично я предпочитаю понимать всё именно так, как написано.

...В любом случае для того, чтобы отличить компоненту частоты 0 от компоненты частоты F ему нужно время измерения сигнала как минимум 1/F

Это верно лишь в применению к Вашим советам.
Я же предлагаю метод, который будет на порядок-другой быстрее. Более конкретно, он выдаст результат на основании данных только одного буфера, если уровень скммарных помех будет не слишком велик, т.е., в T/t раз быстрее, чем Ваш (T-период синусоиды, t-длина буфера).

...Разрывами, которые Вы собрались сшивать по непрерывности сигнала.

Повторяю вопрос: почему эти разрывы "мои"? Прошу ответить.
И каким это образом я "пытался сшивать разрывы по непрерывности сигнала"? Вы хоть понимаете, что сейчас написали?

ЗЫ. Вероятно, речь идёт об этой теме.
Я бы на Вашем месте не позорился.

...Существование разрывов во времени, когда сигнал не регистрируется, обычно есть признак неправильного проектирования девайса.

Да что Вы говорите?
У нас, например, такие дивайсы делают - только в путь. А об их "неправильном проектировании" судить, к счастью, не Вам, а потребителям.

...Тогда задним числом программными методами пытаются замутить компенсацию ошибки аппаратного проектирования. Бывает, но не типично...

Если "бывает", зачем тогда об этом здесь писать?
"Ошибки проектирования", повторюсь, целиком на Вашей совести.

В маломальски приличном шуме ничего реально "по непрерывности" Вы не зашьете, пустое

Предлагаю волевым усилием перейти в "ту" тему, и пообщаться там.

..."Все" - это все, кроме Вас. Понятно, что это моё частное мнение + мнение тех с кем этот вопрос мной обсуждался

Там я пояснил, как, вопреки Вашему мнению, задача может быть решена. И многие посетители это поняли, и прогнали у себя на компах матлабовский алгоритм, мною там выложенный, чтобы убедиться в такой возможности.
Алгоритм с тех пор доработан, и почти готов. Если есть желание - предлагаю обсудить, только без надувания щёк и фырканья.
А о тех, с кеми этот вопрос обсуждался, не имею чести, так сказать... В теме наблюдал кучку неучей, неспособных принять очевидное, даже выраженное в матлабовском коде и выложенное в виде диаграмм.
Так что проецировать на "всех" своё невежество настоятельно не рекомендую. Отвечайте за себя, если уж поспорить хочется.

Нет-нет-и-нет. Никакой фигни "по непрерывности" в практических случаях не бывает

Жыыыр.

...И не смейте меня винить в хамстве и грозить забанить! В Вашем стиле... Сначала обозвать оппонента "без мысли", потом бежать ябедничать модераторам ;-)

Я бы предпочёл высечь ремнём оппонента, затеявшего этот безсмысленный спор. Однако, по причине географической удалённости, предпочитаю действовать в соответствии с Правилами форума, не вступая в излишнюю полемику с их нарушителем.
Если не знаешь, как поступить, поступай по уставу (ЦЭ)
На Вас же пока я не жаловался, так что не волнуйтесь понапрасну.

...ЗЫ. В дискуссии о "сшивании сигнала по непрерывности" я участвовать не собираюсь. Мое мнение что это фигня, оправданная только для отмазок от предъяв заказчика, когда бабки потрачены на проектирование кривого устройства. Денег всё равно уже нет, нужно искать цивилизованное решение и т.д.

Скучно читать Вас, ей-богу. Такую чушь пишете... А ещё инженером называетесь, наверное...

Возможный уровень ошибки из-за нецелого числа периодов в FFT будет A/N, где A = амплитуда синусоиды, N = кол-во целых периодов синусоиды в расчётных отсчётах. При вычислении нового FFT после прихода нового буфера этот уровень ошибки выльется пульсациями в результате. Прикол в том, что ошибка будет приблизительно равна ошибке в вычислении простого средне арифметического всех отсчётов

А это что?

Синусоида оцифровывается и передаетя в комп буферами. Период синусоиды большой, заранее не известный, намного больше фиксированного размера буфера.

Теоретик, так и растак...

По приходу нового буфера берётся несколько последних буферов (с гарантированным хотя бы одним периодом) и точно определяется период опорной частоты методом корелляции.

...Интеграл сигнала от периода даст постоянку. Влияние шумов на результат минимально. Широкие просторы для оптимизации.

...Начиная от начального поиска пика корелляции в допустимых пределах частоты синусоиды и до последующего использования в алгоритме корелляции минимального кол-ва буферов, равного 1..1.5 от периода. Плюс учёт первоначального постоянного смещения (постояннки) между периодами для повышения точности результата.

fontp, это ведь один из тех, с кем Вы обсуждали мои алгоритмы, правда?
Ещё 729 и Переключателя не хватает для полного комплекта.

Не обязательно.
Если функция известна, а в данном случае это
y = a + b*sin(2*pi*f + phi),
То при достаточном отношении сигнал/шум можно применить "fitting".

Совершенно так!
Это я и пытаюсь доказать оппонентам. С нулевым результатом, по причинам, от меня не зависящим.
В присутствии шумов и ошибок дискретизации придётся "решать" передетерминированную систему. Но самое важное, что функциональная зависимость сигнала известна точно! И поэтому такой подход даст наилучший результат по сравнению со всеми другими, предложенными в данной теме, при любых критериях оптимизации.
Конечно, по мере накопления материала вычислительная сложность задачи будет увеличиваться. С некоторого времени придётся или усекать окно, или переходить на другой, более простой способ. Но к этому времени оценка параметров сигнала уже давно будет, тогда, как ув. fontp со своими ФНЧ и режекторными фильтрами будет её ждать до посинения.