Was tun mit überabgetasteten Werten?

[Dosmo (Gast)]

Hallo Freunde,

ich hab folgendes Projekt:

Ein 12Bit-ADC samplt zyklisch ein periodisches Signal, von dem mich nur 
Frequenzen bis 500Hz interessieren.

Den Anti-Aliasing-Filter habe ich 1:1 aus 
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00699b.pdf übernommen 
(4-poliger Butterworth mit Eckfrequenz 1kHz). Damit erreiche ich bei 
10kHz 80db Dämpfung.
Meine Abtastrate liegt bei 20kHz, also das Doppelte von 10kHz.

Jetzt meine Frage:
Ich bekomme pro Sekunde 20 Werte, obwohl ich nur 1 benötige.
Wie komm ich von den 20 Werten auf meinen einen?
Kann ich hier einfach den Mittelwert aus den 20 nehmen?

[Helmut L. (helmi1)]

Dosmo schrieb:
> Ich bekomme pro Sekunde 20 Werte, obwohl ich nur 1 benötige.
> Wie komm ich von den 20 Werten auf meinen einen?
> Kann ich hier einfach den Mittelwert aus den 20 nehmen?

Du brauchst ein Dezimierungsfilter. Das ist ein Tiefpass auf deine 
Bandbreite und dann kannst du jeden 20 Wert entnehmen.

[Thomas K. (rlyeh_drifter)]

Oder immer einen Wert in einen FIR-Filter füttern.

[Nop (Gast)]

Dosmo schrieb:
> Meine Abtastrate liegt bei 20kHz, also das Doppelte von 10kHz.

Also irgendwas würde ich da anderst auslegen.
Du legst deinen Anti-Alias-Filter genau auf Nyquist/2.
Was ist mit Deinen Bauteiltoleranzen?
Auch ohne Toleranzen bekommst Du die Spiegelfrequenzen um deine Dämpfung 
des Filters in Deinen Nutzbereich. Wieso also nicht den Filter tiefer 
auslegen?

Dosmo schrieb:
> von dem mich nur
> Frequenzen bis 500Hz interessieren.

Willst aber nur Frequenzen bis 500Hz.

Dosmo schrieb:
> Ich bekomme pro Sekunde 20 Werte, obwohl ich nur 1 benötige.
> Wie komm ich von den 20 Werten auf meinen einen?
> Kann ich hier einfach den Mittelwert aus den 20 nehmen?

Kommt auf die Signalart an. Könntest auch über z.B. 20 Werte einen 
gleitenden Mittelwert bilden und dann nur jeden 20. Wert nehmen.
Wenn Du noch irgendwelche Störer in deinem Nutzsignal hast, kannst Du 
damit relativ leicht einen Notch bauen und hast den störenden Anteil 
schon mal drausen.

[J. S. (engineer)]

Also die Auslegung des Filters scheint mir durchaus ok. 500 Hz sehen 
wollen und dann erst ab 1kHz Filtern ist eigentlich in Ordnung, wegen 
der Filter-Deformation. Die 20fache Überabtastung hilft hier, die 
Schwächen des Filters zu kompensieren. Ich würde einen FIR-Filter mit 
TP-Charakteristik + gfs Präsenzanhebung nehmen, der ab 2kHz gut sperrt 
und bis 500Hz arbeitet.

Gfs entsprechend die TAP-Zahl erhöhen. Man muss nicht genau mit den 20 
TAPs arbeiten, die sich aus der Überabtastung ergeben. Trickreich ist 
es, die TAP-Zahl so einzustellen, dass im Bezug auf das Verhältnis der 
Abtastfrequenz zur Eckfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches entsteht, 
weil sich dann viele Nullkoeffizienten ergeben.