Цифровой фильтр или аналоговый? (режектор на 50Гц)

[3DRaven]

Здравствуйте. Делаю входной каскад усиления для миливольтового диаппазона.
Раздржает шум на 50Гц, хочу от него избавится. Посмотрел на активные и на пассивные аналоговые фильры.
Опыта нет, так что не могу выбрать. Подскажите пожалуйста:
1. Хорошую книжку по фильтрам. Особое требование. Что бы содержала "введение в вопрос" и сравнение аналоговых и цифровых фильтров...и вообще подходов. В общем универсальную книжку "для начала". Пока видел только либо цифра, либо аналоговая фильтрация. Причем надо...университетский учебный курс лучше всего будет конечно...и посовременнее если есть такая возможность. Вообще с чего начать изучать вопрос?
2. Конкретное решение в данном случае. Цифра или аналоговое? Аналоговое, активное или пассивное? Делаю железку на stm32 (пульсометр...сам пульс давно отловил неудобным способом, теперь делаю более удобный...теперь надо что то "доводить до ума"). Вообще возможно просто в цифре отрезать 50Гц наводки или все же лучше сделать это в аналоговой части? Одно уточнение, устройство должно в конце концов работать от аккумулятора...то есть экономия энергии важна.
3. Может есть книжка по "экраницзации" и борьбе с наводками от сети и прочего или может "лучший метод защиты от сетевых наводок"?

Заранее спасибо за ответ.

[murat87]

как вариант можно предложить 1) в процедуре обработки сигнала ацп вырезать весь мусор частотой выше 30гц (или зедействовать таймер и по переполнению его скидывать)/цифровой вариант/
2) поставить на вход фильтор нч с нужной частотой среза например MAX292-MAX293/аналоговый способ/
даташит внизу)))
С уважением Мурат.

[3DRaven]

Спасибо за ответ. Собственно...меня больше интересует литература по теме. Особенно хорошо было бы книжку по АЦП и фильтрации сигнала на МК или просто книжку по цифровой обработке сигнала "для начинающих". Что касается Max, они довольно дороги. Думаю активный фильтр на ОУ будет дешевле и для моего случая не хуже.

[murat87]

а вы случайно не из Самары а то у меня этих максов со старой работы штук 150 валяется мог бы отсыпать!
а по поводу литературы поишу чтото было но не помню сейчас где(((((
как найду сразу выложу!

[3DRaven]

К сожалению не из Самары
Что касается книг...меня интересует именно хорошая книга. Это редкое явление в любой области.
Например по мат. анализу есть всего одна хорошая книга-учебник, за авторством Фихтенгольца.
Это признанный моими знакомыми математиками факт. Я сам ее читал и для меня она оказалась
просто кладом. Так что обычно я спрашиваю спецов в какой то области о книгах...уникальных
можно сказать. Найти книжку по теме легко, а вот хорошую книжку по теме - это задача
нетривиальная.

[Ser60]

Посмотрите на внешние дельта-сигма АЦП со встроенным режекторным фильтром на 50 гц, например MCP3550.

[3DRaven]

А вообще можно как либо построить схему что бы защитить ее от наводок от сети в принципе?

[siamds]

Уважаемые коллеги!
В свое время и мне пришлось столкнуться с аналогичной проблемой. Пробовал использовать фильтры и Чебышева, и Баттерворта пока не наткнулся на схему, которую и предлагаю. При банальной простоте схемы результаты очень хорошие. Частота среза порядка 10÷12 Hz. Конечно же, лучший вариант предложил Мурат но, к сожалению, MAX действительно стоит довольно дорого. В приведенной схеме фильтр используется для фильтрации сигнала с шунта с напряжением выхода 0÷75mV.
С уважением, Сергей.

Filtr.jpg

(30.47 КБ) 1672 скачивания

[3DRaven]

Спасибо...ух как наворочено В данный момент я обошелся обычной RC цепью...пока для экспериментов.
А для вашей схемы АЧХ как выглядит?

[siamds]

Извините что ввел Вас в заблуждение не объяснив работу схемы. Сам фильтр начинается с R20, R21, а то, что впереди это силовая часть. РШ1 – это стандартный шунт с выходным напряжением 75mV max. К сожалению, сейчас у меня нет возможности снять характеристики. Ну а что касается схемы она после “обрезания” стала не намного сложнее RC фильтра.

[Леонид Иванович]

пульсометр...сам пульс давно отловил неудобным способом, теперь делаю более удобный...

Для увеличения отношения сигнал/шум в пульсомере применял импульсную накачку ИК-светодиода и синхронное детектирование. Импульсные сигналы формировал таймером микроконтроллера. Выходной сигнал детектора фильтровал активным ФНЧ 2-го порядка на микропотребляющем ОУ, затем сигнал поступал на АЦП, затем подвергался цифровой фильтрации. Цифровой фильтр - примитивный FIR с прямоугольным окном длительностью 20 мс. Подавляет сетевую частоту и ее гармоники.

[siamds]

Просматривая старые разработки, нашел схему с фильтром, работа которого промоделирована в Proteus’e. Кнопкой “Пуск” запускаем устройство и кнопками “ <” и “>” регулируем выходное напряжение. Наблюдая осциллограммы и данные LCD дисплея Вы можете оценить уровень пульсаций с выхода ФНЧ. Файлы Proteus’a в прикрепленном файле.
Абсолютно согласен с Леонид Ивановичем. Для фильтрации сигнала можно также применять точные детекторы, и совместно с ФНЧ получать прекрасные результаты. А выбор схемотехники зависит от того, какой уровень пульсаций Вы хотите получить на выходе.

[3DRaven]

Спасибо! Я уже на RC цепях что то накрутил. Теперь попробую активные фильтры использовать.

siamds
Я ваш фильтр попробую в qucks смоделировать и посмотреть АЧХ.

[3DRaven]

Попробовал смоделировать. ОУ идеальный. Получилось что то странное...я наверное неправильно сделал как то.
Взгляните пожалуйста. Вероятно произошло недопонимание. Мне нужен фильтр, который бы оставил все, вплоть до 30Гц, остальное вырезал...то есть ФНЧ. Но я уже определился, что буду использовать активный на выходе с усилителя.

Еще вопрос. Я правильно понимаю, что вся "силова часть" это очень чувствительный датчик тока?

Буду активнй фильтр на выходе ставить...пока моделировать, потом пробовать на железе. RC цепи меня совсем не устраивают
АЧХ у них слишком пологая.

Наконец то у меня в голове начинает складываться хоть какое то понимания вопроса Спасибо вам большое всем.

[Сэр Мурр]

Режекторный фильтр- фильтр, не пропускающий заданную частоту (=- полоса пропускания).
Двойной Т-мост без проблем обеспечивает подавление частоты 50 Гц не менее, чем на 40 дб.
Фильтр, предложенный siamds не есть режекторный, а обычный ФНЧ (кстати, простой, но не точный по характеристикам).

[Дмитрий]

активные аналоговые фильры.

http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=35016#p35016

[siamds]

Уважаемый 3DRaven!
Сэр Мурр абсолютно прав – чтобы форумчане могли помочь Вам, Вы уж формулируйте более четко вопрос. Также нужна информация о форме входного сигнала (синусоида, пила и т.п.) а также уровень входного сигнала. Вы несколько неверно поняли, датчиком тока является только шунт РШ1, тип шунта (если мне не изменяет память) – 75ШСМ. Нашел я, и источник информации, откуда я взял схему фильтра – это журнал “Схемотехника” №7 за июль 2001г. Это серьезный научно-технический журнал где публикуются только серьезные авторы. Статья называется “Прецизионный регулятор” (т.е. точный регулятор) и естественно в такой конструкции применяются только высококачественные схемотехнические решения, так что смело применяйте этот фильтр (естественно предварительно прочитав статью). Уважаемый Сэр Мурр, я инженер и для меня является абстрактным понятие “не точный по характеристикам” – сразу возникает вопрос, что такое точные или неточные характеристики, и если таковые существуют какие это характеристики?
С уважением, Сергей.
P.S. Журнал "Схемотехника" найдете в Интернете.

[Сэр Мурр]

я инженер и для меня является абстрактным понятие “не точный по характеристикам” – сразу возникает вопрос, что такое точные или неточные характеристики, и если таковые существуют какие это характеристики?

1)Не указаны допуски на номиналы элементов;
2) не встречал методики расчёта характеристик такого фильтра.
Но простота реализации (если не требовать точных характеристик) позволяет его выполнять на любой элементной базе- я делал на СМД- элементах.

[3DRaven]

Входной сигнал это биопотенциал с кожи. Там черт ногу сломит сколько гармоник. Среди этого добра мешает 50Гц.
Но с фильтрами я определился наконец то. Спасибо всем большое за предоставленую информацию.

[siamds]

Уважаемый 3DRaven!
Заранее прошу извинить меня, если я ошибаюсь, но мне кажется что уровень Вашей подготовки, не дотягивает до уровня разработчика РЭА. Сейчас у меня появилось свободное время, и я с удовольствием помогу Вам довести Вашу разработку до логического завершения, если на то будет Ваше желание.
С уважением, Сергей.