Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC Eingang filtern


von Patrick B. (p51d)


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Hallo miteinander

Ich habe eine kleine Frage bei der Filterung des analogen Signals für 
einen ADC Eingang:
Wie bau ich diesen Filter auf? RC oder LC Filter? Da ich auf dem 
analogen Signal noch ein sehr sehr starkes Rauschen habe, möchte ich 
diese Peaks gerne so gering wie möglich halten und nur das langsame 
Signal an den ADC Eingang durchlassen. Ich habe momentan ein Filter mit 
FG 40Hz welches mir fast alle Peaks (wahrscheindlich von einem DC Motor 
und dem Aufbau, obwohl die Speisungen sauber sind) unterdrückt. Das ADC 
Signal wird mit 100Hz eingelesen und jeweils über 4 Messungen gemittelt.

Die Peaks haben alle eine "Periodendauer" von ~100u Sekunden.

Gibt es solche Filter auch direkt in IC und sind diese standart? Oder 
soll das Ganze über RC, LC gefiltert werden?

Ich müsste 3 analoge Signale aufbereiten.

Besten Dank für die Hilfe
MFG
Patrick

von Udo S. (urschmitt)


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Wenn die Grenzfrequenz so niedrig ist bietet sich ein aktives Filter 
über OPs an. Mit 2 OPs kommst du auf ein Filter 4. Grades. Die 
notwendigen Berechnungen dazu findest du im "Tietze Schenk" und 
wahrscheinlich auch in "Art of Electronics".
Ansonsten Suche mal nach Butterworth oder Tschebyscheff-Filter mit OPs.

Nachtrag:
immer das "Nyquist-Shannon-Abtasttheorem" beachten, sonst misst du Mist.

von Michael A. (Gast)


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Bei 40 Hz Grenzfrequenz und 100 Hz Abtastfrequenz hast du noch 
haufenweise falsche Signalanteile mit drin.
Das Abtasttheorem sprich von einem idealen Rechteckfilter!

Ansonsten:
1. Störung an der Quelle beseitigen, wär die erste Maßnahme
2. Bei periodischen Störungen könnte man sich mit der Abtastung 
synchronisieren.

von Patrick B. (p51d)


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Das Signal ändert sich sehr langsam, da dies die Position eines 
Schlitten ist, welcher von einem DC-Motor angetrieben wird.

Ich wollte eigentlich keine aktiven Filter verwenden, da ich mit diesen 
schlechte Erfahrungen gemacht habe, da der Platz begrenzt ist,da ich 
dann einen Rail-to-Rail OpAmp verwenden muss, was auch nicht gerade 
kostengünstig ist.

Die Strörungen sind einzelne Peaks in unterschiedlichen Abständen und 
mit unterschiedlicher Amplitude. Aber alle haben in etwa die gleiche 
Dauer.
Oder wieso meinst du das bei 40Hz FG und 100Hz FS noch viele Störungen 
dabei sind?
Je nachdem kommen 2 Peaks innerhalb von 2ms oder auch 200ms.

von Udo S. (urschmitt)


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Du hast nach Integrierten Lösungen gefragt. Ein einfaches Googeln ergibt 
z.B.
http://de.mouser.com/Semiconductors/Active-Filters/_/N-6owy7/

Patrick B. schrieb:
> Ich wollte eigentlich keine aktiven Filter verwenden, da ich mit diesen
> schlechte Erfahrungen gemacht habe, da der Platz begrenzt ist,da ich
> dann einen Rail-to-Rail OpAmp verwenden muss, was auch nicht gerade
> kostengünstig ist.
Das alles hattest du nicht gesagt, wie immer sich die Würmer aus der 
Nase ziehen lassen.
Bei den Frequenzen macht man das im allgemeinen mit aktiven Filtern.

Noch was: Wenn du eh einen gleitenden Mittelwert über 4 Eingangswerte 
bildest, dann hast du sowiso eine effektive Abtastrate von 25Hz, dann 
kannst du auch den Eingangsfilter auf 10 - 12 Hz setzen, damit erhältst 
du eine viel höhere Dämpfung bei der wichtigen Grenze von 50Hz.

Michael hat insofern recht, daß man natürlich versuchen sollte die 
Störungen da zu unterdrücken wo sie herkommen, aber ein Tiefpass vor dem 
AD Wandler ist eigentlich immer Pflicht, sonst weisst du nicht was du an 
Aliasing Effekten misst.

Und bei der geringen Grenzfrequenz wird ein RC/ LC Filter entsprechender 
Qualität auch nicht unbedingt klein.

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