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.

Как-то делали режекторные фильтры на 6,8Гц и 20 Гц по схеме "кольцевого фильтра":
три ОУ соединены последовательно в кольцо, два из них работают интеграторами; схема имеет три выхода: НЧ-фильтр, ПЧ-фильтр и ВЧ-фильтр, все второго порядка. Четвертый ОУ суммируя эти фильтры делает режекторный фильтр. ОУ = 140УД6 - схема работала стабильно. ОУ = 1401УД2 (4 шт. в одном корпусе) - приходилось давить паразитную генерацию, но эти ОУ и в обычных инверторах "подзванивают" при отрицательном сигнале на выходе (около 1 МГц).
Об этом "кольцевом фильтре" написано, кажется, в:
"Фолкенбери. Применение операционных усилителей" или "Хоровиц ... Искусство схемотехники"
Извините, но за давностью лет подробнее сказать не могу.

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.

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.

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.

Уже давно и успешно использую режекторный фильтр на 50 Гц по схеме 2-й Т-мост (из искусства схемотехники), причем с указанными там номиналами. Минимильное затухание, которое получил при использовании 1% конденсаторов - это 40 дБ. Фильтр устойчиво работает в полосе от 0 до 250 кГц (дальше не измерял). Перед фильтром стоит инструментальный усилитель (нужен был диф.вхож), после фильтра - усилитель на ОУ (все ОУ от АналогДевайса).

А где вы брали, два одинаковых конденсатора, например, 0,1 мкф?
Ставить 1% К71-7 я не хочу (габарит как у спичечного коробка), а у керамических (блокировочных) разброс параметров 10-15%, ТКЕ , наверняка, еще хуже.
Вот и строю фильтр со слабой зависимостью от RC номиналов.

К стати, слышал, что промышленность выпускает готовые T-мосты, настроенные на "ходовые" частоты может кто-то видел такие, скажите, как называется?

...несколько вопросиков:
1. Вы устанавливаете фильтр до или после входных усилителей...
2. Где Вы избавляетесь от синфазной составляющей.
3. Как Вы собираетесь измерять собственно сигналы... ведь по методике поверки в тестовых сигналах присутствует сигнал 50Гц... (поверка АЧХ п.4.3.8 методики Р50.2.009-2001), а если Вы устанавливаете режектор до подавления синфазной составляющей, то от идентичности фильтров (их установки, стабильности, точности согласования...) у Вас будет изменяться коэффициент подавления... а он очень важен... т.к. диапазон амплитуд входных сигналов до 2мВ, а сетевая помеха, сами понимаете... может быть страшно большая по амплитуде... то внутри этого диапазона сигнал просто потеряется...

Режектор будет после ОУ с высоким КООС, просто он не справляется.

Входной усилитель собран по схеме типа AD620 на 3-х ОУ, первый каскад имеет двуполярное питание, чтобы не попадать в насыщение от 50 Гц наводки, после вычисления разностного сигнала синфазная составляющая существено ниже и дальше используются ОУ с однополярным питанием, здесь и предусматривается фильтр 50 Гц. Фильтр будет отключаемый.

По поводу соответствия АЧХ методики поверки, честно говоря не думал, спасибо.

Посмотрите...
...прибор для поверки электрокардиографов...
http://www.rudshel.ru/production/computer-...es/diatest.html
...там же было описание в ZIP-е...

AndreyVN>добротность 50-80, полоса в райноне 46-54 Гц.

при таких параметрах желательно(а по мне, так необходимо) поставить не один, а два расстроенных режектора (ориентировочно 48 и 52 Hz).... ну а по реализации и особенно настройке я всегда выбирал биквадратное звено (обычно на трех оу) IMHO

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

Посмотрите прилагаемую схемку кардиографа. Подробности в статье:
"Компьютерный кардиограф." Схемотехника №9 2002 стр.36, автор Борис Котляков, ttl@mail.kemtel.ru.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ильдус>"Компьютерный кардиограф."
попробовать можно...но...
-приличное ослабление по синфазному сигналу в такой схеме не получить (точности номиналов и их стабильность во входном каскаде - проблема #1)
-режектор тоже....на иголке фильтра будет наверно -60 а вот при нестабильной частоте сети....совсем плохо....вроде лишних деталей куча...ну в общем....

в догонку скажу....я хоть и не спец чисто конкретно в медицинских приложениях, но осмелюсь предложить другую идеологию:
на входе - ну разумеется цепи защиты....потом инструментальный усилитель (разумеется не на рассыпухе а напр. от ADI или от TI)....
потом ADC-24бита (от ADI или TI) с квантованием синхронным к частоте сети...
(синхронно квантовать выгодно для упрощения послед. обработки IMHO)
потом гальваническая развязка -оптроны или от ADI...
питается это через трансформатор на десятках сотнях килогерц и это же используется как клок ADC.....
т.е.
+существенно все упрощается в наладке...
+cтабильные параметры....
+получаем хорошее подавление синфазного сигнала ....
+гальван развязка ++ она делается по цифре....
наверно есть еще + но и - тоже можно найти ....

Посмотрите на http://www.ti.com микросхему UAF42 и аппноты к ней, в частности "Design a 60Hz Notch Filter with the UAF42".
Это четыре ОУ, на трёх сделано биквадратное звено, несколько резисторов и пара 0,5% конденсаторов.
Весьма универсальная вещь.

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.

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



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.

Брал и беру ТАМ.

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.
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.

Stanislav>не надо подавлять режекторным фильтром, а надо оценивать, реконструировать и вычитать из сигнала, чтобы не искажать его форму

- цифровое вычитание - это и есть режектор ....т.к. и в аналоговом режекторе подавление тож происходит за счет ВЫЧИТАНИЯ (векторного сложения )кот соответственно имеет свои переходные х-ки(время установления и тп)....
ведь чтоб вычесть надо сформировать вычитаемое....и чем точнее нужно это сделать - тем больше уйдет на его поиск времени...IMHO
это все верно для системы с обратной связью....но если помеха неизменна... то да.... можно один раз найти ее и потом вычитать...
получится система с прямым регулированием...
но это редко работает...и вроде тут не такой случай...

Простите, но Вы не поняли. Вы пытаетесь возражать на часть предложения, вместо того, чтобы прочитать его полностью.
Режектор вычитает из сигнала не только помеху, но и полезные составляющие, что приводит к потерям информации. Я же предлагаю вычитать только узкополосную помеху, предварительно её реконструировав. При этом даже очень близкие или равные ей по частоте компоненты сигнала не пострадают.
И здесь именно такой случай: стационарная узкополосная помеха.

сорри.... в догонку....
когда мне надо было _хорошо_ подавить 50Hz и гармоники а они иногда не меньше основной частоты ....я в цифре выполнял фильтрацию при помощи FIR....легко получал -90 в полосе +-2Hz без искажения формы сигнала...фильтр длиной 63 тапа.....

разумеется я отвечал на _все_ предложение.... и Вас понял правильно
упомянув....это будет работать в стационарном случае....
el34>но если помеха неизменна... то да....
Stanislav>И здесь именно такой случай: стационарная узкополосная помеха.
позвольте не согласится.....пациент шевельнулся и тю-тю...
лампочку включили...тю-тю....я уж не говорю про мотор.....

Там две регулировки. Если не изменяет память: "на вход подают синфазный сигнал 5 мВ 50 Гц, регулировкой входного каскада добиваются минимума на выходе. Затем подают дифференциальный сигнал 5 мВ 50 Гц, регулировкой фильтра добиваются минимума на выходе."
Лично мне больше нравится кольцевой (биквадратный) фильтр по прилагаемой схеме. При "Т=0,06 с, дзита=0,3 и дзита1=0,1" забот не знали, емкости 5%, резисторы 0,5%.

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

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


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

FPGA>Иными словами, ее надо оцифровать и вычесть, как Вы и предлагаете.
предлагаю попробовать след-ее ... берем осцил. включаем щуп...
кладем на стол .... подбираем усиление чтоб увидеть 50 и гармоники.... смотрим(ну или как Вы советуете оцифровываем ...запоминаем...)
теперь перемещаем щуп ....смотрим....уверяю вас сигнал изменится....
попробуйте....я думаю Вы поймете о чем я говорю...
ну а во-вторых надо знать время(ну да ... ведь надо вычитать фазированно )...... я имею в виду -180....вы об этом вроде и не упоминали... а точнсть этих 180 ооооч сильно влияет на подавление...
а кто за фазой следит????а как????
и какие там постоянные времени???

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

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

А какова была частота дискретизации и полоса заграждения, скажем, по -3 дБ?
FIR с симметричными к-тами для такой цели, конечно, подходит идеально: не вносит фазовых искажений, и позволяет подавить гармоники основной частоты. Однако, для "вырезания" узких полос потребуется довольно большая его длина, что неизбежно повлечёт за собой существенное изменение формы сигнала. Здесь не следует забывать, что даже хорошие врачи часто имеют весьма туманные представления о спектре сигнала, а кардиограмму привыкли оценивать "на глазок", что лично я считаю единственно верным подходом.

Предлагаю на время снятия кардиограммы приколотить к столу пациента гвоздями, а лампочки и моторы запретить включать под страхом расстрела.
Если серьёзно, то оцениватель помехи, работая в реальном времени, конечно, будет давать переходные процессы в моменты резкого изменения параметров сигнала. Однако, думаю, это всё же лучше, чем заведомо гробить сигнал, искажая его форму и спектральный состав. Потеря части кардиограммы не так страшна, как её перманентное искажение.
В постобработке же, пусть даже полностью автоматической, переходные артефакты можно радикально уменьшить. Не забывайте, что в помехе очень много известных: (квази)стационарными можно считать форму, частоту и фазу, а плотность её энергии в узкой прилегающей полосе во много раз больше плотности энергии полезного сигнала. Остаётся только оценить амплитуду и соорудить генератор с заданными параметрами (реконструктор помехи), после чего его выход вычесть из исходного сигнала.

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!).
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.

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.

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

Stanislav>А какова была частота дискретизации и полоса заграждения, скажем, по -3 дБ?
сейчас конечно точно не скажу ....насколько помню в районе +-3Hz(-3dB)...(я там в пред. посту соврал...подавление было в полосе +-1Hz) но порядок величин думаю ясен...
частота квантования сигнала 1600Hz...(было это больше 10 лет незад....)
считалость на 16bit ADSP в реальном времени .... ну там это было насколько помню меньше 10% от ресурса .... а вот остальной счет был напряженным...- корреляции...децимации....да и каналов таких было 4...

а по поводу вычитания ...ну трудно это ... да и в "стационарном случае" что является оч грубым допущением(ну напр. сеть ведь хоть чуток да будет гулять и фаза - ну обязательно поедет если чуть изменится нагрузка и ее качество) .....а точность подавления напрямую требует точности амплитуды и фазы .... хотите получить разницу -60 - будте добры держите их с не худшей точностью ....

В том-то и дело, что не совсем ясен. Вероятно, Вы где-то ошиблись: получить полосу режекции +-3 Гц по -3 дБ и +-1Гц по -90 дБ при длине КИХ-фильтра в 63 отсчёта и частоте дискретизации 1800 Гц, по-моему, невозможно.
Это понятно. Только здесь "всего лишь" около 40 дБ нужно.

>Вы где-то ошиблись: получить полосу режекции +-3 Гц по -3 дБ и +-1Гц по -90 дБ при длине КИХ-фильтра в 63 >отсчёта и частоте дискретизации 1800 Гц, по-моему, невозможно


на самом деле 1600Hz ....но это не принципиально....
извините была неточность - уточняю - 63 ненулевых отсчета....

я все подзабыл... а прога(под DOS) в которой я это считал(FDAS2k1) требует EGA .....
я позвонил коллеге и он мне продиктовал из excel таблицы
Hz Kv
0 - 0,003
+1 - 0,06
+2 - 0,33
+2,3 0,76
+4 0,99
это данные моделирования с учетом округления коэффициентов- т.е. все поcчитано в 15.1 сетке....
и надо иметь в виду , что это снято примерно при -30/40dB на входе....
т.е. подавление разумеется лучше чем 0.003

2 el34: конечно, я понял, о чем Вы говорите. Я как раз и предлагал отслеживать РЕАЛЬНЫЙ сигнал помехи, поскольку автор, по его словам, этот сигнал УЖЕ выделил. Поэтому не было необходимости выделять его снова. Вот и все.

2 Stanislav: возможно, Вы неправильно меня поняли. Говоря "выделена", я имел в виду, что с некого выхода в аналоговой части снимается сигнал помехи, который можно подвергнуть дальнейшему анализу и обработке в цифрЕ, а не то, что эта помеха полностью отфильтрована и подавлена.

А вообще, хотелось бы услышать и мнение автора.

2FPGA просмотрев посты автора нашел упоминание только о выделении ну и соответственно вычитания _синфазного_ сигнала... это трехточечная схема - синфазный сигнал подается на пациента....
http://focus.ti.com/docs/solution/folders/print/272.html

>А вообще, хотелось бы услышать и мнение автора

я так думаю , что еще чуток и мы, надеюсь и автор тоже станем спецами в этой теме... ....(как говорят сходим в баньку , а заодно и помоемся

1) Если просто реализовать цифровой фильтр, то не вижу принципиальной разницы между аналоговым методом и вариантом с ЦОС.

2) Выделена не реальная помеха, а синфазная составляющая, она подана на 3-ю точку поциента, после чего на выходе первого каскада стал виден кардиосигнал на фоне пятидесятигерцовой помехи. То есть ошибка выделения помехи не позваляет полностью ее исключить. Поэтому предполагаю установить фильтр.

И с какой стати на левой ноге и на сердце пациента будет абсолютно одинаковая амплитуда 50-Гц наводки?

А если наводка разная, то входой каскад с высоким КООС не позволит полностью исключить помеху. Будь то цифровая реконструкция помехи, выделение разностного сигнала, прибивание пациента гвоздями.

3) По поводу допустимых искажений кардиосигнала, вопрос пока открытый, но то, что фильтры в кардиографах используют я точно знаю. В конце концов фильтр можно будет и отключить.

PS: фильтр таки заработал, на днях скину АЧХ.

AndreyVN>1) Если просто реализовать цифровой фильтр, то не вижу принципиальной разницы между аналоговым методом и вариантом с ЦОС.

принципиальная разница есть! в аналоговом виде фазачастотная характеристика возможная у цифрового FIR не достижима либо с оч..оч. большими затратами...так вот FIR так не искажает форму сигнала!

AndreyVN>2) Выделена не реальная помеха, а синфазная составляющая, она подана на 3-ю точку

в структуре кот. я предлагал(msg #14) это делать не обязательно! там, благодаря гальванической развязке это происходит автоматически....
(ну нет там синфазной компоненты - поясню - весть входной блок болтается в воздухе вместе с этой самой компонентой и оба его входа тоже болтаются вместе с ним....и как я понимаю не обязательно на входе ставить инструментальник)
а вот дифф. компонента 50 гц есть в обеих случаях и с ней надо боротся.....способы разные, как Вы видите....

>но то, что фильтры в кардиографах используют я точно знаю

ну ставят фильтры - верю....тут все зависит от целей и требований к конечному продукту (цена, точность, эл.безопасность , мобильность, потребление, повторяемость, стабильность от температуры и времени....и тд).....
то о чем я говорил(№14) по некоторым пунктам непобедимо....(IMHO)

Честно говоря не понял. Что значит "болтается в воздухе" измеряем разность потенциалов между точкой на пациенте и некой пластиной конденсатора висящего в воздухе???

Пусть мы действительно зафиксировали некую точку, потенциал которой меняется с частотой 50 Гц, измерили потенциал левой руки относительно этой точки, потенциал правой ноги относительно этой точки и взяли их разность. Где гарантия что наводка на руке и ноге будут одинаковы и их разность даст точный ноль?

По поводу АЧХ и ФЧХ моего фильтра отвечу позже.

...не совсем... напряжение этой точки равно (R+L+F)/3 ... (R,L,F) - думаю, понятно - это соответствующие отведения... для "обычного" кардиографа с 10 отведениями...

А, кстати, что делаем то...? (количественно...)

nicom>не совсем... напряжение этой точки равно (R+L+F)/3 ... (R,L,F)

обсуждается один канал....
и вот цитата автора из msg#17
AndreyVN>Еще можно на третий электрод подавать выделенный синфазный сигнал в противофазе

это и изображено тут
http://focus.ti.com/docs/solution/folders/print/272.html

AndreyVN>Честно говоря не понял. Что значит "болтается в воздухе"

"болтатся в воздухе" будет гальванически развязанная цепь...и ее потенциал, разумеется при подключению к пациенту, будет равен потенциалу пациента и сл-но синфазного сигнала не будет....а то, что наводки на левый и правый электрод и провода не равны это будет диф. наводка но она присутствует в любом случае...

2AndreyVN я к "принципиальным разницам" отнес бы стабильность, точность. повторяемость ,простоту наладки и тп, те всё то, что принципиально отличает аналоговую реализацию от цифровой

Для цифровой фильтрации мне нужен хороший запас динамического диапазона АЦП т.к. 50 Гц без фильтра в несколько раз больше амплитуды полезного сигнала.

Внизу схема моего фильтра и его K(jw), чем понравилась именно эта K(jw), так это тем, что в числителе и знаменателе фигурирует одна и та-же величина w0, это гарантия равномерности передаточной функции вне полосы режекции.

Когда "вверху" стоит некая wz, и wz не равно w0, то "рядом с режекцией" будет горб или впадина, у "моего" филтра это невозможно в принципе.

2el34: Как видите фильтр крутит фазы только в полосе режекции (левый нижний график). К стати, отсутствие фазовой ошибки вне полосы режекции тоже объясняется предыдущем обзацем.

Справа на рисунке АЧХ теоретическая (красная) и экспериментальная (синяя), к сожалению полоса реальной АЧХ гораздо шире из-за разброса параметров конденсаторов.

AndreyVN>Справа на рисунке АЧХ теоретическая (красная) и экспериментальная (синяя), к сожалению полоса реальной АЧХ гораздо
шире из-за разброса параметров конденсаторов.

во-во....и поглядите на фазовую экспериментальную....и пошло поехало...
температура, старение...(извините.... это я всё про свое ... цифровое
Вы вот хорошо разбираетесь в фильтрах и наверно знаете, что самой чувствительной к изменению параметров является ФЧХ....
да и одного режектора Вам может оказатся мало....давит то он хорошо только на иголке...а сеть плавает....

>Для цифровой фильтрации мне нужен хороший запас динамического диапазона АЦП т.к. 50 Гц без фильтра в несколько раз больше амплитуды полезного сигнала.

если только в несколько раз , то это совсем не проблема ....легко работать если в несколько десятков раз....
ну напр. в 100 раз - это 40 дБ дин диапазон ацп ну примерно 100дБ на сигнал еще довольно много...не так ли?

Аналоговый фильтр на основе линии задержки (так наз. трансверсальный фильтр) может обеспечить то же самое без больших затрат. Аналоговая задержка делается на ПЗС микросхемах, например, 528БР1, 528БР2 и т.д.

Регулируя тактовую частоту ПЗС можно настроить такой фильтр точно на частоту сети, т.е. сделать следящий фильтр. Проще всего взять сетевую 50 Гц в качестве ведущей частоты и умножить ее ФАПЧ-ем, к примеру, при помощи микросхемы 4046.

Простейший режекторный фильтр на ЛЗ делается так: суммируем в равных пропорциях входной сигнал и задержанный на время Т сигнал.

• На постоянном токе (частота f0=0) сигналы складываются
• На частоте f1=1/(2T) фаза задержанного сигнала окажется повернута на 180 градусов, поэтому в сумматоре прямой и задержанный сигнал полностью взаимно уничтожатся.
• На частоте 2*f1 фаза задержанного повернется на 360 градусов, сигналы опять сложатся
• На частоте 3*f1 фаза задержанного повернется на 360+180 градусов, сигналы опять вычтутся
• и т.д.

АЧХ такого фильтра есть модуль косинуса, т.е. этот фильтр подавит основную частоту и все ее нечетные гармоники. Для подавления 50 Гц время задержки должно быть, соответственно, 10 мс

Если на входе такого фильтра поставить еще один сумматор и подмешивать ко входному сигналу часть выходного, то получим IIR, который, имхо, для этой задачи подходит лучше, чем FIR. Подмешивать надо в противофазе, чтобы получилась ООС на постоянном токе. Тогда АЧХ станет "сплющенным" модулем косинуса, т.е. в полосе пропускания характеристика станет более плоской.

да реализация интересная ....правда у БэЭрок обвеска всякая нужна....
дин. диапазон не очень....настраивать надо ....

>полосе пропускания характеристика станет более плоской.

согласен.... но только с учетом слов "более плоской".....до плоской ей ой-ой сколько .....

может попроще будет сдалать автоподстаиваемый на биквадратном звене вроде в таком случае ....(разумеется при наличаи больших 50Hz)
LP и HP идут на входы фаз детектора .....управлять полевичком....снимать с режект. выхода...
вроде так....

Знаете,я как-то интересовался фильтрами на переключаемых конденсаторах - идея везде одна и та же - сложить отсчет и его "антипод" - отсчет момента времени, когда фильтруемый сигнал в противофазе. Есть такие микрухи (марку сейчас не вспомню) , какое тактирование подаешь, такую частоту она и режет.
Но вот беда, помеха от цифрового тактирования сильно лезет в чувствительные цепи усилителя, и ее опять хочется отфильтровать.

Обвязки не так уж много. А диапазон на БР1 получался до 80 дБ при хорошей схеме включения. Это БР2 были шумноваты, всего децибел 50-60. К тому же, когда это было, 20 лет назад, сейчас, может, чего получше есть?

В качестве альтернативного варианта - адаптивный дельта-сигма модулятор, память, демодулятор. Легко вытягивает диапазон порядка 60-70 дБ, прост в реализации.

=AK=>А диапазон на БР1 получался до 80 дБ при хорошей схеме включения.
наверное да....у меня лучше (насколько помню) 65-70 ну ни как лучше....
а это может и мало (ну если много 50Hz).....
=AK=>прост в реализации.
возился я и с адаптивными дельта сигма....в конечном итоге успокоился...
ну не удалось мне до конца победить свисты....да и слава богу .... пускай ими AD да TI и иже занимаются .... они умеют...
и тут _я_ б не стал советовать....чел может надолго в этом увязнуть....

хотя я точно знаю , что спецы лучше меня есть , и в очень большом количестве, и что мне кажется сложным, для них ....два пальца....
поэтому IMHO !!!!

мысль:
...который реализован в дельта-сигма АЦП, правильно сфазированным с сетью...

Современные АЦП в звуковой полосе имеют более 120 дБ динамического диапазона.
Если сообщите требуемую Вам полосу, можно прикинуть, что получится от "долларовых" АЦП в интересующем диапазоне.

М-да. Что-то не впечатляет АЧХ Вашего реального фильтра - и глубина режекции, и полоса по - 3дБ, да и ФЧХ, по-видимому, гм-гм...
Вот, тут прикинул: для создания приличного режектора (в цифрЕ) при частоте дискретизации в 1 кГц потребуется КИХ-фильтр длиной примерно 600-1000 отсчётов. При этом пики "хвостов" фильтра не составят более 1/100 амплитуды сигнала.

2AndreyVN - вот сейчас вы мыслите аналогово ....я тоже когда-то не мог привыкнуть....и в голове жили только аналоговые модели происходящего....я в цифровой обработке самоучка и учился я когда инета еще не было (news читал) и было на порядки (IMHO) сложнее найти современную литературу, кристаллы, средства разработки и тп......(я начинал с DSP под DOS).....я это говорю , чтоб толкнуть Вас к размышлениям в этом направлении и не более и мне казалось что я буду полезен говоря о возможностях цифровой реализации...

2Stanislav>потребуется КИХ-фильтр длиной порядка 1000 отсчётов.
это при решениии задачи влоб.
я уже описал параметры фильтра кот некогда делал... 63 ненулевых осчета....частота сэмплов 1600Hz.... при этом одинаково убивает все гармоники 50Hz(50 100 150.....)

хотя это наверно OFF-TOP в этой части форума....

Вот режекторный фильтр на базе двух фазовращателей. Принцип работы точно такой же, как в фильтре на базе ЛЗ, но подавляется всего лишь одна частота - та, на которой сдвиг фазы равен 180 градусов. Выходной сумматор сделан на R7, R8. Подстройка частоты - при помощи R5 и/или R6 (вместе или порознь - неважно, так что для этого фильтра не надо подбирать одинаковые кондеры C1, C2).
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

АЧХ получается такой:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
В принципе несложно организовать слежение за частотой 50 Гц, для этого последовательно с R5, R6 можно включить два КМОП ключа, которые включаются на постоянное время с частотой, пропорциональной 50 Гц (умноженной ФАПЧ-ем). Если частоту включения загнать в сотни кГц, то коммутационные помехи нетрудно потом задавить. Или можно цифровые потенциометры использовать для подстройки, благо резюки заземлены.

Глубина подавления определяется тем, насколько точно просуммированы сигналы на выходе.

Сделать более плоской АЧХ в полосе пропускания можно точно так же, как было описано для фильтра на основе ЛЗ. Вот здесь я навскидку ООС глубиной примерно в 20 дБ впендюрил:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Фазовращателей последовательно можно включить не два, а больше - 4, 6, 8, и т.д. Каждая пара обеспечит подавление какой-то одной частоты. Например, можно настроить фильтр на базе 6 фазовращателей на 50, 150 и 250 Гц.

Значит я учился еще раньше, начинал с Электроники Д3-28, и курс ЦОС нам читали и исходник цифрового фильтра 50 Гц у меня есть и софт на сбор данных писал именно я.
Тем не менее, аналоговый фильтр нужен, поскольку на сегодня весь ресурс процессора израсходован на сбор данных, хранение и визуадизацию. (Это не приставка к компу).



Это первый результат, посмотрим, может и удасться улучшить характеристики фильтра...