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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP Frequenzmessung mit Digitalem Filter


Autor: FaB (Gast)
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Hallo!

Ich habe ein Eingangssignal von dem ich die Frequenz messen möchte. 
Jedoch hat dieses noch ein paar Störfrequenzen, welche man auch mit 
einem analogen Filter nicht rausbringt.
Ich möchte nun mit meinem AT90S2313 das Signal digital filtern und die 
Periodendauer messen. Das messen der Periodendauer ist kein Problen, der 
digitale Filter jedoch schon.
Wie programmiert man einen Digitalen Filter? Was gibt es für 
verschiedene Möglichkeiten?

TnX 4 ya HlP

FaB

Autor: Michael (Gast)
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Hallo FaB,

welcher Frequenzbereich soll gemessen werden und welche Frequenzen 
stören ?
Für die folgenden Vorschläge muß das Eingangssignal per AD/Wandler 
erfaßt werden !

Bei eingeschränktem Frequenzbereich kann man Eingangssignaländerungen 
ignorieren, die nicht der erwarteten Periodendauer entsprechen und 
zusätzlich das Signal über mehrere Perioden mitteln. Bei konstanten 
Störfrequenzen kann man Kerbfilter einsetzen, die aus einer 
Verzögerungsstufe (entsprechend der Störperiodendauer/2)und einer 
Differenzstufe bestehen: Ausgangssignal = aktuelles Signal - verzögertes 
Signal.
 Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen digitalen Tiefpaß (z.B. 
gleitende Mittelwertbidung) vorzuschalten und beim digitalen Komparator 
eine variable Hysterese zu verwenden, die sich z.B. auf 30% der 
Signalamplitude einstellt. Mit einem 2313+ADC (vielleicht doch besser 
4433 ?) können so Frequenzen bis zu einigen 100Hz erfasst werden 
(Programmierung in Assembler).

Auf diese Weise lassen sich beispielsweise EKG-Signale 'aufpeppen' die 
mit Netzbrumm überlagert sind.

Michael

Autor: FaB (Gast)
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Hallo Michael,

Das ganze sollte schlussendlich ein Gitarrenstimmgerät geben. Also liegt 
die zu messende Frequenz etwa zwischen 50 und 400Hz.
Das was ich mir vorgestellt habe ist, dass man die einzelnen Seiten 
manuell anwählen muss, damit der Frequenzbereich noch mehr einbegrenzt 
wird und damit die Messung genauer wird. Das Eingangssignal wird mittels 
zwei OPs verstärkt und gelangt als Rechtechsignal auf den AVR.
Welcher Filter wäre dafür am besten geeignet? Kannst du mir den nicht 
ein bisschen genauer erklären? Oder gibts irgendwo ein Tutorial?

Danke für deine Hilfe!

FaB

Autor: Michael (Gast)
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Hallo FaB,

vergiß die ganze Sache mit digitaler Filterung für Deinen 
(Bass-)Gitarrenstimmer und mache die Schaltung bis auf die Auswertung 
analog. Du brauchst einen Bandpaß (Hochpaß ab 50Hz + Tiefpaß bis 
440(?)Hz hintereinandergeschaltet), einen Kompressor (automatische 
Verstärkungsregelung, automatic gain control AGC) und einen Komparator, 
der eine hinreichend große Hysterese aufweist (30% vom Signal).

Der Bandpaß unterdrückt hohe und tiefe Frequenzanteile (siehe 
Halbleiterschaltungstechnik, Tietze-Schenk: das Buch !). Der Kompressor 
(AGC) regelt die Amplitude nach, damit beim Ausschwingen der Saiten der 
nachfolgende Komparator ein brauchbares Signal bekommt. Der Komparator 
darf keinesfalls den Nulldurchgang des Signals auswerten: da tummeln 
sich die meisten Störsignale kleinster Amplitude.

Nach einer konkreten Schaltung hättest Du mich vor 20 Jahren fragen 
können. Heute kann ich Dir für eine Schaltung das besagte Buch für 
Bandpaß und Komparator empfehlen. Für die Verstärkungsregelung gibt es 
viele Möglichkeiten; spontan fallen mir die ICs TDA1054, CA3080, LM13600 
ein. Ferner FETs als varibale Widerstände und Dioden mit variablem 
Vorstrom als Begrenzer. Um die Frequenz zu messen, brauchst Du ja keine 
HiFi-Lösung.

Falls Du Probleme mit der Frequenzmessung haben solltest: 
www.mino-elektronik.de/fmeter/fmeter.htm

Gruß Michael

Autor: FaB (Gast)
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Hallo Michael,

Das mit der Frequenzmessung wird dann kein Problem sein.
Bei der Filterung und Verstärkung usw. des Eingangssignals komm ich 
nocht nicht so draus :-). Du musst verstehen ich bin erst im zweiten 
Lehrjahr (Elektroniker) und solche Sachen haben wir noch nicht in der 
Schule durchgenommen. Also bei der Funktion des Bandpasses seh ich 
durch. Von Kompressor hab ich jedoch noch nichts gehör. Wie ist so einer 
augebaut? Komparator kenn ich auch ein Bisschen jedoch einer mit 
Hysterese, wüsste ich jetzt nicht wie bauen.
Ich konnte mir von einem Gittarenstimmgeräthersteller zwei Schemas 
besorgen. Ich habe die beiden (nur die Filterung und Verstärkung) als 
Dateianhang beigefügt. Filter und Verstärkung und Komparator sind bei 
beiden vorhanden aber dieser Kompressor und die Hysterese beim 
Komparator glaub ich nicht...oder etwa schon? Wie würde dann z.b. ein 
Schema aussehen von deiner obigen Erklärung?

Wäre sehr nett wenn du mir weiterhelfen könntest...Ich weiss es ist 
mühsam wenn man etwas einem (fast) Amateur erklären muss. Also wenn du 
keine Lust hast ist egal...Wäre einfach flott! :-)

Merci!

FaB

Autor: FaB (Gast)
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scheisse hab wiedermal vergessen den Dateianhang beizufügen :-K
hier isser...

FaB

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