Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Модифицированный алгоритм Герцеля
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Цифровая обработка сигналов - ЦОС (DSP) > Алгоритмы ЦОС (DSP)
Lost_Viking
Взялся за реализацию. Прочитал про алгоритм тут: dsplib
Написал такую реализацию:
Код
#define Fd 9000 //частота дискретизации
#define f1 600  //частота тона
#define f_search 600 //искомая алгоритмом частота
#define N 70 //размер массива
int main()
{
unsigned char ADC[350]; //Массив, эмулирующий поток из АЦП
unsigned char buff[N]; //Буфер, в который пишутся данные из АЦП
float I[2];
float Q[2];
float a;
float b;
float c = 2* M_PI *f1/Fd; //Заранее рассчитаем то, что не будет меняться
float module; //здесь будет лежать модуль комплексного числа
I[0]=0; I[1]=0; //инициализируем массивы
Q[0]=0; Q[1]=0;
for (int i =0; i<350; i++)
{
    ADC[i] = (unsigned char) 100*sin(c*i)+100; //заполняем "поток" АЦП синусом с амплитудой от 0 до 100

}

a=cos(2*M_PI*f_search/N); //рассчитываем к-ты
b=sin(2*M_PI*f_search/N);

for (int n=0; n<70; n++) //начальное заполнение буфера
{
    I[0]=I[1]; //Готовим предыдущее I
    Q[0]=Q[1];
    buff[n]=ADC[n]; // Просто заполняем буфер данными из АЦП
    I[1]=a*(I[0]+buff[n])-b*Q[0]; //Все по формуле 16 из статьи
    Q[1]=a*Q[0]+b*(I[0]+buff[n]);

}
for (int n=70; n<350; n++) //Когда буфер заполнился, то запускаем цикл с выталкиванием
{
    I[0]=I[1];
    Q[0]=Q[1];
    I[1]=a*(I[0]+ADC[n]-buff[0])-b*Q[0]; //В качестве i(n) выступает ADC(n), где n=70. Следовательно buff(n-N)=buff(0)
    Q[1]=a*Q[0]+b*(I[0]+ADC[n]-buff[0]);
    for (int nn=0; nn<69; nn++) //перемещаем элементы массива на 1 влево
    {
        buff[nn]=buff[nn+1];
    }
    buff[69]=ADC[n]; //Заносим полученное значение АЦП на данном цикле работы алгоритма в последний эллемент буфера
    module = sqrt(I[1]*I[1]+Q[1]*Q[1]); //вычисляем модуль комплексного числа
}
//конец работы алгоритма
}

Для удобства чтения скрин из саблайма: screenshot

В итоге имею изменяющийся модуль, хотя, как я понимаю, его значение должно быть постоянным и максимальным про наличии искомой частоты:

Скрин вывода программы переменной module:screenshot

Что я делаю не так?
ViKo
На елку такие скриншоты можно вешать, и гирлянды не надо. Все люди как люди, выкладывают код между соответствующими тэгами.
Lost_Viking
Цитата(ViKo @ Jan 21 2016, 09:17) *
На елку такие скриншоты можно вешать, и гирлянды не надо. Все люди как люди, выкладывают код между соответствующими тэгами.

Ок,понял. Через 30 минут исправлю
ViKo
В книге Р. Лайонса "Цифровая обработка сигналов" алгоритм Герцеля описан. Кажется, если сделать по формулам, то и работать должно безупречно.
Lost_Viking
Да, он там описан. И тот алгоритм работает как надо. Но дело в том, что тот алгоритм работает после N семплов. То есть заполняем буфер, а потом обрабатываем его.

А на dsplib предложен алгоритм, который позволяет на лету обрабатывать семплы. Так вот разобраться с ним не могу.

Немножко напишу про свое понимание алгоритма, который на dsplib. Если перейти по ссылке сюда: dsplib, то можно увидеть вот что:
формула 12: . О ней говорится, что это входной сигнал. На форуме dsplib мне ответили, что q(n) нужно принимать равными нулю. Вполне логично. Соответственно сама рекурсивная формула имеет вид:

Из нее убираем все q. Но тогда какой смысл вываливать такую формулу, если ее можно сократить? Это смущает
petrov
Практически алгоритм не работоспособен в конечной разрядной сетке, ошибки округления будут бесконечно в интеграторе циркулировать.
Lost_Viking
То есть округление до целого даст нарастание ошибки?
Хотите сказать, что модуль так скачет именно из-за этого?
Lost_Viking
Наверное тогда лучше так: Скользящее ДПФ
petrov
Цитата(Lost_Viking @ Jan 21 2016, 12:42) *
Наверное тогда лучше так: Скользящее ДПФ


Что-то я не понял каким образом здесь решается проблема конечной разрядной сетки, всё тот же компелексный множитель в интеграторе остаётся?
Lost_Viking
Цитата(petrov @ Jan 21 2016, 12:31) *

А здесь как решена эта проблема? Здесь тоже комплексный множитель. Статья похожа на Лайонса, кстати =)
petrov
Цитата(Lost_Viking @ Jan 21 2016, 14:02) *
А здесь как решена эта проблема?


Демпинг фактор вводится.
Lost_Viking
Цитата(petrov @ Jan 21 2016, 14:09) *
Демпинг фактор вводится.

Окно Хэннинга?
ViKo
Цитата(Lost_Viking @ Jan 21 2016, 14:02) *
Статья похожа на Лайонса, кстати =)

Там в начале документа автор указан: Lyons. rolleyes.gif
Lost_Viking
Все равно мне не ясно как может конечная разрядность так сильно влиять на алгоритм. Выполняю алгоритм на JavaScript, все вычисления примерно с такой точностью: 60.469052485485626 . Но модуль всегда плавает.
Lost_Viking
Так, нашел один косяк. Аргумент косинуса и синуса в радианы забыл перевести. Но проблему не решило
Lost_Viking
Похоже, что никто помочь не может. Жаль
Lost_Viking
Так, разобрался. Алгоритм полностью рабочий, несмотря на некоторые заявления тут.
Просто я кое в чем запутался. В аргумент косинуса и синуса нужно было подставлять не частоту, а номер спектрального отсчета, соответствующий частоте. И, соответственно, в радианы переводить ничего не надо. Ну, и еще длину буфера сделать не 70, а 90. Тогда 9000гц (Fd)/90= 100. То есть шаг по частоте 100гц.
ViKo
Цитата(Lost_Viking @ Jan 23 2016, 15:15) *
Так, разобрался. Алгоритм полностью рабочий, несмотря на некоторые заявления тут.

Так кладите его сюда. rolleyes.gif
petrov
Цитата(Lost_Viking @ Jan 23 2016, 15:15) *
Так, разобрался. Алгоритм полностью рабочий, несмотря на некоторые заявления тут.


Сам Бернард Уидроу наговаривает на полностью рабочий алгоритм:
http://www-isl.stanford.edu/~widrow/papers/j1995onthe.pdf
:D
andyp
Цитата(Lost_Viking @ Jan 22 2016, 16:45) *
Похоже, что никто помочь не может. Жаль


Из статьи на dsplib
http://www.dsplib.ru/content/goertzelmod/goertzelmod.html
видно (формула 9), что предлагаемый фильтр нестабилен (его полюс лежит на единичном круге в комплексной плоскости, см. https://en.wikipedia.org/wiki/Infinite_impulse_response пункт 3 - Stability). Ну чем еще тут можно помочь??? Разве что, как petrov, привести более работоспособный алгоритм.
TSerg
Ну.. я не знаю уж.. Как-тщ со студентами занимался моделированием DTFM.
Мой софт (exe без вирусов):

https://mega.nz/#!XhgmjIya!opfZwvRq...XDDeoKqpCMzE1vE
Lost_Viking
Чуть позже отпишусь, когда все отлажу. Ждите.

все рассуждения на dsplib. Как что-то появится толковое, так сюда отпишусь
Lost_Viking
Записал видео с своей реализацией https://youtu.be/FhoelOKbjfk?t=964 . Сильно не пинайте за путаницу в терминологии, и за неуверенность в некоторой матчасти. Видео около часа длительностью. Примерно с 16 минуты запускаю алгоритм, и начинаю тестить и показывать что получается. В итоге прихожу в ступор.

Буду думать дальше
petrov
Цитата(Lost_Viking @ Mar 4 2016, 16:53) *
Записал видео с своей реализацией https://youtu.be/FhoelOKbjfk?t=964 . Сильно не пинайте за путаницу в терминологии, и за неуверенность в некоторой матчасти. Видео около часа длительностью. Примерно с 16 минуты запускаю алгоритм, и начинаю тестить и показывать что получается. В итоге прихожу в ступор.

Буду думать дальше



Полезно мысленно рассмотреть как одиночный импульс проходит через такую структуру скользящего среднего(для упрощения на нулевой частоте). Если возникают ошибки в интеграторе или в линии задержки перед ним, то эти ошибки будут циркулировать в интеграторе бесконечно, никакого КИХ фильтра скользящего среднего не получится. Ещё один вариант избежать ошибок округления в интеграторе - вынести поворачивающий множитель перед интегратором, он получится переменным.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.