Фильтр частоты и амплитуды

[lin17]

У меня вот возникла такая идея частотно-амплитудного фильтра. Пусть у нас есть синусоидальный сигнал. Через кондансатор и резистор к нему мы подмешиваем небольшое положительное напряжение. Тогда если у нас частота ниже определённого порога , то у нас останется отрицательная часть напряжения. Если выше, то будет только положительная часть. Ну а дальше мы заряжаем отрицательным наряжением ещё один конденсатор , во время положительной части, он разряжается и даёт нам сигнал, который мы можем усилить.

То есть в итоге что имеем. Если сигнал ниже определённой частоты и выше определённой амплитуды, на выходе получаем логическую единицу без АЦП. Иначе , логический 0.

При моделировании вроде работает. Вопрос такой, будет ли работать в реальности? И не изобрёл я «велосипед», может это уже 50 лет используется? Если да, то хотелось бы почитать про это подробнее.

Во вложении схема фильтра, хотел также ещё в формате модели для Micro-Cap приложить, но почему-то не удалось.

[HochReiter]

Для чего нужен такой фильтр?

[lin17]

Ну у нас допустим есть сигнал низкой частоты, мы его хотим зафиксировать. Обычный фильтр первого порядка имеет слабую крутизну, мы должны фильтр n порядка делать, а тут мы её поднимаем. Ну заодно и для оцифровки хороших сигнал получается.

[HochReiter]

Что значит зафиксировать? Узнать, есть ли он на входе? А если сигнал бОльшей частоты и бОльшей амплитуды? А если сумма двух синусоид? А если...

[lin17]

Ну если и большей частоты и амплитуды, то до поры до времени пройдёт. Но всё равно отсечение по частоте будет лучше , чем просто у фильтра первого порядка.

По сумме двух синусойд, прорерил на моделировании. Если две синусойды одной частоты, то разницы нет. Если две синусоиды разных частот, одна из которых должна отсекаться, а вторая нет, то на выходе будет сингнал иногда прерываться но в целом будут те же прямоугольники, что и если была бы одна синусойда. То есть в любом случае цель достигнута - зафиксирован сингал на низкой частоте.

[mickbell]

HochReiter поставил конкретный вопрос: для чего? Это следует понимать так: какова конечная цель создания этого устройства? Без ответа на этот вопрос трудно что-то советовать.
Небольшое пояснение. Чаще всего молодняк задаёт вопрос предельно абстрактно, не упоминая практически никаких подробностей, которые по его мнению несущественны, однако на самом деле ими определяется даже возможность реализации запрашиваемого. И потом приходится эти подробности буквально тянуть клещами. Сами спрашивающие по понятной причине не могут оценить полезность тщательно скрываемых ими сведений. Поэтому мой им совет: лучше сказать больше, чем меньше.

[lin17]

Ну я в ответе вроде также предельно конкретно ответил в ответе на его вопрос.

Попробую ещё раз.
1) У нас допустим есть сигнал ниже 2 Гц. Его надо пропускать. А всё что выше не нужно.
В конечном счёте нам надо этот сигнал зафиксировать на контроллере. И всё равно, идёт он один или вместе с другим сигналом, выше 2 Гц.
На надо определить именно сигнал который ниже. Что он был.
2) Нужно определить сигнал не какой попало амплитуды, а только выше определённого порога.

Не знаю, что тут ещё можно пояснить. Какая сфера применения? Обработка сигнала с датчика. Сигнал на одной частоте, помеха на другой. Форма сигнала не важна, он не обязательно синусоидальный.

[КРАМ]

То есть вам нужен не столько фильтр, сколько обнаружитель.
То есть нужна фильтрация НЕ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ.
Накопил - продетектировал..
Только в этой области все давно придумано.
Не надо изобретать деревянный велосипед.
Например, если говорить о ФНЧ со срезом 2 Герца, то он элементарно реализуется на самых простых МК. Только нужно понимать, что как и аналоговый фильтр, цифровой требует ВРЕМЕНИ НАКОПЛЕНИЯ, от которого будет зависеть избирательность. И это время нормируется к периоду верхней частоты фильтра. Это голая физика-математика и никакими доморощенными выкрутасами это не изменить. Просто потому, что спектр короткого сигнала будет гораздо шире частоты его заполнения.

[HochReiter]

lin17, слова "оптимальный приём" и "согласованная фильтрация" вам знакомы? Есть много учебников, где эти вещи хорошо расписаны. По вашему фильтру: определённый порог частоты определяется амплитудой, порог амплитуды - частотой, оба они - помехами.

[lin17]

[uquote="КРАМ",url="/forum/viewtopic.php?p=4277766#p4277766"]Например, если говорить о ФНЧ со срезом 2 Герца, то он элементарно реализуется на самых простых МК.[/uquote] - тут я вам возражу. На МК это так просто не реализуется.

Т.к. по теореме котельникова высокочастотный сигнал вполне себя может выдавать за низкочастотный.
Например мы снимаем с частотой 4 Гц , тогда за сигнал 2 Гц могут выдавать себя сигналы с частотой 4 Гц и т.д.
Если мы снимаем с частотой 10 Гц , то всё равно то, что выше будет выдавать себя за частоты 0..2 Гц
См (не знаю как сюда вставлять большие картинки)
https://hub-back.exponenta.ru/storage/u ... mRuL17.png

В итоге вам всё равно надо перед МК делать фильтрацию. Тогда смысла нет дважды фильтровать, можно сделать один раз.

[КРАМ]

[uquote="lin17",url="/forum/viewtopic.php?p=4278513#p4278513"]тут я вам возражу. На МК это так просто не реализуется.
Т.к. по теореме котельникова высокочастотный сигнал вполне себя может выдавать за низкочастотный.[/uquote]
Штааа?
Милостивый государь, какое отношение теорема Котельникова имеет к ЧАСТОТЕ СИГНАЛА?
Вы вообще что нибудь кроме фамилии Котельников про эту теорему знаете?


ЗЫ. Ну и штоб было понятнее. Ваш покорный слуга уже 13 лет разрабатывает серийные устройства, которые подобной фильтрацией и занимаются.
Поэтому я еще раз повторю. Для частоты сигнала 2 Гц и отсутствии необходимости потоковой фильтрации сигнала с целью получения СИГНАЛА НА ВЫХОДЕ, а просто обнаружении оного, задача на МК решается элементарно. Причем на очень простом МК.
Лишь бы хватило ОЗУ для накопления при реализации КИХ-фильтра или скорости для реализации БИХ-фильтра.

Добавлено after 4 minutes 18 seconds:
[uquote="lin17",url="/forum/viewtopic.php?p=4278513#p4278513"]Тогда смысла нет дважды фильтровать[/uquote]
Фильтр на входе АЦП (до АЦП) - это антиалиасинговый фильтр. Легко его превратить просто в интегрирующую RC-цепочку.
При любом наперед заданном порядке цифрового фильтра.
Такшта ваше "смысла нет" происходит от полной неинформированности о предмете обсуждения.

[lin17]

Плохо видать 13 лет разрабатываете.
Если не понимаете, как высокая частота может в низкую превратится.

Хотя это довольно общеизвестно , например
http://circuits-signals.narod.ru/part25.pdf

Переход от сплошного спектра к дискретному соответствует
периодизации сигнала. Если условие
W<2п/(Ти)
не выполняется, то
происходит наложение периодически повторяющихся копий исходного сигнала – так называемый эффект наложения во временной области. В условиях наложения невозможно однозначно установить спектру какого сигнала принадлежит заданная совокупность отчётов, а, следовательно, и восстановить спектр: результат
восстановления спектра зависит от того, какой из сигналов мы выберем в качестве образующего периодическую последовательность.

это вам минус , что за 13 лет такое не усвоили , а не плюс. Другие и через год работы в данной области начинают понимать

[HochReiter]

lin17, вернёмся к вашему фильтру. "если у нас частота ниже определённого порога , то у нас останется отрицательная часть напряжения". Каким образом порог частоты превращается в порог напряжения? Если да, то чем это лучше ФНЧ первого порядка?

[КРАМ]

[uquote="lin17",url="/forum/viewtopic.php?p=4278702#p4278702"]Хотя это довольно общеизвестно[/uquote]
Любезный, вы цитируете то, что вообще не понимаете. Выдернули из текста фразу, а к чему она относится даже не стали разбираться...
Да, при дискретизации сигнала возникают зеркальные спектры, но они возникают НА ЧАСТОТАХ ДИСКРЕТИЗАЦИИ. И первый зеркальный спектр расположен между половиной частоты дискретизации и частотой дискретизации. Это будет вторая зона Найквиста.
То есть если ваши 2 Гц семплировать частотой 2 кГц, то вторая зона Найквиста будет расположена на частотах от 1 до 2 кГц.
То есть НА ТРИ ДЕКАДЫ ВЫШЕ частоты сигнала. Даже обычная RC-цепь подавит эту зону на 54...60 дБ, то есть практически на весь динамический диапазон 10-разрядного АЦП.
Учите матчасть, а не смешите людей тем, в чем вы профан.

[uquote="lin17",url="/forum/viewtopic.php?p=4278702#p4278702"]Другие и через год работы в данной области начинают понимать[/uquote]
Ну к вам это точно не относится.
Понять, что дискретизация сигнала - это умножение сигнала на импульсную последовательность, а значит получение классического спектра АМ вокруг гармоник этой импульсной последовательности не требует и получаса.