Помогите со схемно-программным решением для измерения периода, при ограниченных ресурсах Опции

[Diusha]

На вход девайса может поступать периодический сигнал. А может не поступать, а вместо него – лабуда. Будем считать, что если сигнал есть, то он по крайней мере в разы больше шума, но когда cигнала нет, «лабуда» м.б. большой (как сигнал, если бы он был). Задача – определить, что появился сигнал и измерить его период. Диапазон 1…10 мс, точность нужна порядка 2% (все числа пока ориентировочные).
Форма сигнала может быть любой, вовсе не обязательно, что только с двумя экстремумами по времени за период.
Вычислительная мощность ограничена, ибо AVR => 8 бит, невысокая тактовая. Плюс загружен еще другой задачей.
Обрабатывать непрерывный поток с АЦП, боюсь, некогда, поэтому пытаюсь его минимизировать. Попытался сделать так:

сигнал (с правильной пост. сост.) завожу на аналоговый компаратор и АЦП. Компаратор выдает прерывание по каждой смене состояния (т.е. в обе стороны). По прерыванию запускаю АЦП, и в идеале должен получить отсчеты в моменты минимумов и максимумов.

Реально, конечно, в моменты горбов получаю кучу отсчетов, часть из которых отсекаю по признаку «слишком рано после предыдущего».

Вопросы:

1. Удачно ли такое схемное-программное решение для получения отсчетов?

2. (в случае положительного ответа на 1.) Каким путем посоветуете поступить с полученными отсчетами?
На заметке а) быстрое преобразование Фурье, б) автокорреляционная функция. Есть еще и в) мысля в сторону алгоритмов поиска периода подстроки в строке.

3. Или вообще надо всё совсем не так?

[alexeyv]

частота полезного периодического сигнала в каком диапазоне?
может стоит сначала прогнать сигнал через полосовой фильтр, а потом производить дальнейшую обработку?

[Diusha]

частота полезного периодического сигнала в каком диапазоне?
может стоит сначала прогнать сигнал через полосовой фильтр, а потом производить дальнейшую обработку?

Я же написал: период полезного сигнала 1...10 мс (ориентировочно). Наверно нечетко сформулировал
Фильтры ставить не хочется, хочетс с самым минимальным минимумом компонентов. Ну если уж окажется никак, то тут уж шо уж тут уж (с).
Тем более, что шумы в основном примерно в том же диапазоне

Так отсчёты не нужны для основной рабготы? А что если Вам считать период таймером (наверника он есть в АВР), запускающийся от прерывания компаратора?

Само собой, таймером определяю моменты срабатывания компаратора (Input Capture mode).
Я привел пример формы сигнала, для которого в идеале за период (его) я должен получить 6 отсчетов. Но сигнал может быть и "хуже" (больше отсчетов), а может быть синусоида (2 отсчета), наперед это неизвестно. Поэтому чтобы из кучи отсчетов выудить период, нужен какой-то алгоритм. Это раз. А два - это то, что реально на период я получаю не 6 (как в примере), а десятки отсчетов, из которых надо как-то отсечь лишние (чтобы меньше обрабатывать), но "не выплеснуть и младенца".

P.S. Под отсчетом я здесь подразумеваю пару: [момент времени (по сигналу с компаратора); величина в этот момент (с АЦП)]

Сообщение отредактировал Diusha - Dec 28 2010, 10:28

[alexkok]

Я же написал: период полезного сигнала 1...10 мс (ориентировочно). Наверно нечетко сформулировал
Фильтры ставить не хочется, хочетс с самым минимальным минимумом компонентов.

Но придется, хотя бы одно звено.

Само собой, таймером определяю моменты срабатывания компаратора (Input Capture mode).
Я привел пример формы сигнала, для которого в идеале за период (его) я должен получить 6 отсчетов. Но сигнал может быть и "хуже" (больше отсчетов), а может быть синусоида (2 отсчета), наперед это неизвестно. Поэтому чтобы из кучи отсчетов выудить период, нужен какой-то алгоритм. Это раз. А два - это то, что реально на период я получаю не 6 (как в примере), а десятки отсчетов, из которых надо как-то отсечь лишние (чтобы меньше обрабатывать), но "не выплеснуть и младенца".

P.S. Под отсчетом я здесь подразумеваю пару: [момент времени (по сигналу с компаратора); величина в этот момент (с АЦП)]

Предлагаю:
1. Изменить схему, добавив гистерезис

2. Алгоритм примерно такой:
- считаете средний, максимальный и минимальный полупериоды/периоды на скользящем окне;
- считаете некое подобие "дисперсии", попроще;
- если "дисперсия" меньше порога, значит есть сигнал.