Задача собственно такая..... Есть звуковой диапазон 10 Гц - 25 кГц(собственно аудио сигнал)..... Разделить весь звуковой диапазон на 3 части: низкие, средние и высокие спомощью математических преобразований.... Причем дискритизация оцифрованного сигнала не меньше 16 бит.

Наскоко я понимаю математические преобразования это преобразования фурье.... Может кто знает полезные ссылки в интернете на эту тему или у кого есть полезная информация по этому вопросу большая просьба поделиться....

Заранее большое спасибо за помощь......

16 бит - это не дискретизация, а разрядность АЦП. Другой важный параметр, не указаный Вами - это частота дискретизации. Как утверждают товарищи Котельников и госпадин Найквист, в Вашем случае она должна быть не менее 50 кГц.
Для выполнения Вашей задачи преобразование Фурье слишком сложно и расточительно. Достаточно будет трёх цифровых фильтров. О том как их реализовать можно прочитать в любом учебнике по ЦОС или в хелпе matlaba, там же можно расчитать коэффициенты фильтров

http://dsp-book.narod.ru/books.html
http://lord-n.narod.ru/walla.html

Тонны книг по ЦОС. БПФ довольно не тривиальный алгоритм, при малых порядках фильтра не применяется (по-моему ориентировочный порядок FIR при котором начинают рассматривать БПФ - около 30). Лучше реализовать фильтр во временной области (свертка), чтобы особо не напрягаться поиграйтесь с "Фильтерсолюшен" (она и исходники генерит).

"Фильтерсолюшен" - это программа? где её можно взять?


прямо сишный код выдаёт? или только коэффициенты

Кстати, почему такая неудобная высшая частота? Отметается множество кодеков со стандартной 44100...

[/quote]
Кстати, почему такая неудобная высшая частота? Отметается множество кодеков со стандартной 44100...
[/quote]

Препод наверно поиздевался

Можно также с fdatool в Матлабе поиграться

Ну, поскольку вы еще не "свой", то у меня есть 8-ая и 11 (с волшебным ключиком обе )


Сишный. Хоть бери и встраивай . Правда, когда разберетесь - что есть ЦФ как таковой, то там нечего на C писАть, и главное это конечно коэффициенты. Оптимизаций особых не проводит, генерит "в лоб"...

А кто-то пробовал резонансный фильтр на кореляции с квадратурным гармоническим сигналом большой длительности ?

А смысл?...

А смысл?...
[/quote]

Во-первых всё чрезвычайно просто считать, во-вторых при наблюдении за сигналом длительное время можно повысить соотношение сигнал/помеха(кратковременная). Проблема только в синхронизации источника и приёмника. Даже при мелком несоответствии частот на протяжении длительного времени сказывается отличие. Можно конечно отдельно синхронизировать источник и приёмник, но тогда и правда в током способе смысла мало.

Идейно мне нужно было определить амплитуду конкретний частоты в каше сигнала. Фильтры требуют отдельных потоков. А так- умножил выборку на два числа, сложил и ждёш когда среднее перестанет прыгать выше ошибки. Но как-то не учёл, что повышение добротности чревато несовпаданием частот.

Гхм... А можете поделиться информацией о таком фильтре. Насчет просто считать, так все просто, если ясно это себе представлять. О сигнал/помехе не понял, это что, с накоплением, что ли? О синхронизации тоже не совсем... Просто если я точно буду знать частоту, да еще засинхронизирую, вопрос в том, что же я тогда фильтрую? Амплитуду ?

P.S.: ДПФ (БПФ) это по-сути как раз и есть набор квадратурных детекторов (перемножителей, смесителей, как угодно) равномерно расставленных "по частоте". Из ряда ДПФ их можно выкинуть несколько (сколько угодно ) из БПФ ниЗЗя ввиду особенностей алгоритма. Поделив сигнал с выхода такого обработчика на произведение норм векторов (модулей суммы квадратов отсчетов) "коррелирующей" и "кроррелируемой" функции мы по сути и получим числовое значение коэффициента корреляции. Вы имели в виду такую фильтрацию?

[/quote]
вопрос в том, что же я тогда фильтрую? Амплитуду ?
[/quote]
Да

[/quote]
P.S.: ДПФ (БПФ) это по-сути как раз и есть набор квадратурных детекторов (перемножителей,
[/quote]
Как раз я всё и выкинул, оставив только одну составляющую интересующей меня частоты. Только в связи с конечностью ДПФ мы получаем информацию о некотором частотном участке шириной обратно пропорциональной колличеству точек. Если точек много, то и ширина маленькая. Всё упирается теперь в точность генератора источника и приёмника. Без синхронизации трудно выделить достаточно узкий диапазон частот Возможно если б почитать где-то о програмной синхронизации ...
Да наверно и не нужно очень точно и очень узко полосу ловить. Во многих случаях на сигнал и так много гадостей накладывается так что и в нужную полосу пролезает
В общем как легко(не сложно) и точно определить амплитуду сигнала на конкретной частоте при возможности длительного наблюдения я не знаю. Единственно фильтровать, вычислять размах, выбрасывать грубые промахи и интегрировать,интегрировать.

Так куда же еще читать о синхронизации, если "на лицо" сам синхронизатор в виде коррелятора??? Это ж фазовый детектор + числовой выход для организации ФАПЧ в чистом виде. Только придется делать много-много точек на небольшом частотном интервале это чистое ДПФ (и ни в коем случае не БПФ). Вот только у такой шткукензы будет тот же порок, что и обычного ДПФ (БПФ) - своеобразная диалектическая борьба между точностью определения временнО-амплитудных (прямоугольное "окно" - АЧХ результат суммы sinc(F) для каждой частотной выборки) значений и частотно амплитудных(всякие там "окна" Хемминга, Хенинга иже с ними - АЧХ сумма более узкополосных, и что важнее возможно спадающих до бесконечности, функций частотной избирательности). Но если преследуется цель определения какого-то "квазинефинитного" сигнала (попросту синусоиды не изменяющейся очень длительный интервал времени, много больше времени обработки) то это не так страшно, но тогда действительно будет еще одно препятствие при узкополосной частотной фильтрации помеха или шум приобретают резонансные свойства, тобишь узкополосными они становятся и все труднее в такой "взвеси" разделить сигнал/шум.
А засинхронизировать можно и от внешних сверхстабильных эталонов (типо 66.(6) kHz, правда я вот не знаю, есть ли эта служба до сих пор ). Только это уже может быть "фазером по воробьям" для Вашей задачи.

Засинхронизировать то можно, но только приёмник. А источник информации он ... как-бы естественного происхождения - от меня не зависит. Рулит себе на конкретной частоте, с определённой девиацией, более-менее постоянной амплитудой - только в помехах весь.

Кстати, а использует кто-то в западной части пост-советского пространства синхронизацию на низких частотах типа 66,(6)кГц? Я читал, что в Германии мощный передатчик DCF77 на 77.5кгц. Система LORAN-C где-то в Крыму станцию имеет(наверно) на 100кГц
Вобщем можно ли не очень, опять таки, сложно получить сигнал на столь низкой и замусоренной частоте на Украине, например ? Или надо лепить что-то типа УКВ на 1-ый канал ТВ и разбирать посылки госстандарта времени и частот ?

Синхронизировать я предлагал, разумеется, приемник, сделать его, т.с. эталоном, было бы странно, если засинхронизировать измеряемый параметр, да еще и по радио
Я незнаком с такими системами на УКВ, и не знаю, как там оно передается в ТВ.
А ДВ не столь уж и грязный диапазон, даже наоборот. Системы навигации - сняты, ДВ-вещания практически нет, любительский диапазон - только один, и то там никто не работает. Дальнее ионосферное распространение волн - стабильно. Я потому и не хочу использовать КВ-службу стандарта частоты. Ибо вот там как раз кого только нет. Единственные реальные помехи на ДВ - грозовые разряды. Но лично мне нужна такая служба для поверки аппаратуры, а не для непрерывной работы.
Я, кстати, и топик на эту тему создал .
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=21758

Есть, где-то в диапазоне 150 МГц, если не ошибаюсь.

Поскольку вопрос не конкретизирован, то и ответ будет очень общий.

Значит так, на корреляцию наплевать. Ибо сигнал у Вас будет уходить, как по фазе, так и по частоте. В первом случае, у Вас просто коэффициент корреляции будет иметь произвольную амплитуду, а во втором - начнуться биения, а это вещь наредкость мерзкая.

Синхронизация же по фазе - штука сомнительная в описываемых условиях (ну или мне так показалось)...

Короче, я бы сделал все по гетеродинной схеме - снос спектра, фильтр основной селекции, детектор...

Господа, а не попадалось ли кому пособий по реализации цифровых фильтров (КИХ и БИХ) на ПЛИС-ах. Зарание спасибо .

В стране сакуры и восходящего солнца есть человек непреобретший с годами цинизма и социопатии, а потому пишущий шаровой софт . Не знаю, как оно работает (ПЛИС заниматься не довелось) но прога на HDMLле генерит фильтры...

http://www.digitalfilter.com/enindex.html

Products -> Windows Applications -> Digital Filter Analyzer

Сигнал низкочастотный до кГц. А зачем сносить спектр ? А сразу вопрос - единицы Гц тяжко в кГц сдвинуть ?

Я тоже не догнал этот финт со сносом спектра. Это какой-то чисто софтверный приемник прямого преобразования. Если так, то возникнет целый пучок проблем присущих любому такому приемнику, будь то паразитные каналы приема и неидеальность элементов... Хуже не будет, но и выгода что-то мне не видна...


ЛЁхко . Берем значения массивов (структуры) соответствующие единицам герц и помещаем их на место тысяч. Обнуляя все остальное дабы не утратить смысл жизни в образовавшейся каше. Но помним, конечно, про неидеальность фильтрации с помощью обнуления коэффициентов выходного ректора БПФ и про функции окна. А можно и классикой - SSB приемопередатчик. Можно с преобразователем Гильберта, можно как приемник Вилларда...

Сносить никуда и ничего не тяжело - всего 2 умножения. До тех пор пока не ясна суть задачи, писать что-то более определенное - считаю глупым, ибо в каждом конкретном случае мы имеем свои пути оптимизации. И пути эти приводят к очень разным схемам.

Что интересует: Частота и полоса анализируемого сигнала, а также описание "мешающего" сигнала.



Кхе-кхе... Про прямое преобразование я ничего, вроде, не говорил. Скорее, даже молчал как рыба об лед.




Ик... Какие нафиг паразитные каналы приема? Вы ничего не путаете?



Пардон, не понял... Что за элементы такие я хотел использовать?




Сложно как-то... Особенно преобразователь Гильберта... Куда его втыкают в SSB приемнике Вилларда?

Лучше грамотно описать задачу и получить исчерпывающий ответ.

да Вы не сердитесь
В моём случае надо измерять напряжённость низкочастотного магнитного поля ~4Гц и от 100Гц до 1кГц
частота фиксированная, полоса в несколько Гц.

Снести в вычислительной плоскости конечно не трудно, а вот с апаратной частью как? Борясь со смещениями аппартуры везде ж конденсаторов ставят. Катушки немерянные, потери большие
А для вычислителя несколько Гц->наблюдение несколько секунд. Данных немеряно

Замечательно. Так что же тогда - супергетеродинн? Или у Вас есть неизвестные широкой общественности методы переноса спектра?



Не путаем. ЗК от неидеальности Гильберта (к примеру) и преобразование на гармониках (неидеальный синус, а в некоторых случаях вообще не синус). Но уж если супергетеродинирование - их возникнет вообще букет ...



Фильтры (и Гильберт), умножители и т.д.


??? Преобразователь Гильберта это 1-ый семестр 2-го курса . Что сложного в практически обычном фильтре? И где я сказал, что этот программный блок надо использовать совместно с блок-схемой Вилларда? Это два альтернативных пути.



Квадратурный преобразователь, однозначно. Получите сразу IQ каналы - эквивалентно возрастанию частоты дискретизации вдвое.

Это я сержусь?! Это что Вы себе такое позволяете??!! Да Вы знаете сколько лет я прожил среди натуральных буддистов???!!! Так я могу и рассердиться.



Ну вот. Это уже что-то. Как бы я поступил на Вашем месте в отношении сигнала с полосой несколько герц и фиксированной центральной частотой в диапазоне 100-1000 Гц?

Ну конечно, переноса спектра бы я уже не стал делать. Сначала я бы сделал грубый фильтр и проредил сигнал раз в 16. Потом поставил бы фильтр основной селекции на полосу интересующего сигнала (Ваши несколько Гц). Потом взял бы модуль того, что отфильтровалось и подал бы на измерительный фильтр.

Звучит страшновато, но на самом деле, когда разберетесь, поймете, что это очень просто. И качество измерений тут я Вам гарантирую высочайшее.

Что касается низкочастотного сигнала 4 Гц, то тут сложнее. Его бы я, как раз, его перенес повыше.



Не очень понял, почему бы Вам не бороться со "смещениями аппаратуры" уже после АЦП?

Ну как Вам сказать? Это определенно не гетеродин! Возможно, что-то ну него немного (по сравнению с просто гетеродином) супер. Например частота...




Ну теперь серьезно. Зеркальных каналов при ЦОС не бывает, так как мы, DSP инженеры переносим умножая на КОМПЛЕКСНУЮ синусоиду. ЗК возникают при перемножении на вещественную. Супергетеродин имеет частоту ВЫШЕ частоты сигнала, а гетеродин НИЖЕ. В последнем случае, ЗК обычно накладываются.



Неидеальность перемножителя это, действительно круто. Согласен. Используйте тогда идеальные перемножители. Как я, например.



Ух ты! Вы меня не разыгрываете???



Зачем частоте возрастать вдвое, я так и не понял. У меня ничего никогда в таких случаях не возрастало.

а что понимать под термином "измерительный" фильтр ? и как взять модуль в смещённом коде АЦП ?


я по старинке дотягиваю сигнал ~мВ в ~В и посему усиление от 1000 до 4000000. Без учёта смещения в реальных изменяемых условиях сигнал быстро зашкаливает
Хотя преблема не в этом, а скорее в понятии "получить величину сигнала" тоесть одно число, которое оценивает среднее (стремящееся к среднему) на конкретной частоте и с небольшими затратами

Довольно странно что именно частота.



Выделенная фраза заставила меня задуматься а радиотехническое ли у Вас образование? Или таки "примат"? Да и странные в Ваших местах инженеры, скажу я Вам. С "комплексной" (синусом-косинусом) синусоидой я знаком, но вот хоть танцуй, а для переноса участка спектра - это всего пол дела. Другие пол это Виллард или Гильберт и оно там конечно «накладывается», но не идеально!


С удовольствием, вот только у меня нет контроллера с памятью и тактированием выше вообразимого предела ( )...


Даже не думаю ...



Признаюсь Вам по-секрету, оно таки возрастает... у всех. Это т.н. "теорема о сигнале и его производной". Странно, усваивается быстро, после переписи БПФ для действительного вектора на основе комплексного БПФ.

Ну простой пример: Вам надо измерить амплитуду синусоиды. Для этого Вы отрицательный полупериод этой синусоиды заварачиваете наверх (берете модуль), а потом пытаетесь полученные горбы сгладить. Обычно сглаживают какой-нибудь интегрирующей цепочкой. Вот она и называется измерительным фильтром - т.е. измерительный фильтр должен вычислять максимально точно мат. ожидание.

Замечу: если упомянутые выше "горбы" следуют со слишком низкой частотой, то требования к измерительному фильтру ужесточаются. В противном случае, на выходе измерительного фильтра появятся ощутимые пульсации (биения)



Вы бы лучше описали реальный входной сигнал - его динамический диапазон, спектральное распределение и т.д. Думаю, я сиогу ответить на Ваш вопрос.




Еще раз рекомендую описать Ваши реальные условия

Ну образование у меня самое, что ни есть радиотехническое. Кроме того, должен заметить, что не уверен соображает ли в приемниках на данном форуме кто-либо лучше меня. Потому, мою трактовку гетеродинного и супергетеродиннго приема я бы не стал отметать сразу. Во всяком случае, нас так учили люди, которые в этих вещах действительно знали толк. Но я проверил и Ваше отверждение. Действительно, в энциклопедии гетеродин это перестраиваемый генератор, а приемник есть только супергетеродинный. Про гетеродинный прем там ничего не сказано. Как в прочем и про Вилларда. Но будем, тем не менее, считать 1:0 в Вашу пользу.



Ась? Вы про что???



Ну слава тебе, Господи!



Не у всех. Только у Вас. А мы про аналитический сигнал сразу у "Гоноровского" читаем.