Hallo liebes Forum! Ich hoffe ihr könnt mir weiter helfen. Ich will ein +-1,4V Signal, dass ich über einen nichtinvatierende OPV-Schaltung auf 0-5V skaliert hab, mit einem RC-Tiefpass filtern bevor ich damit in den ADC gehe. Wie bestimme ich die Grenzfrequenz des Filters und wovon ist die abhängig? lg Thomas
Hi, wie gross ist die maximale Frequenz deines Signals? Das wäre dann mal der erste Schritt. Die Grenzfrequenz eines TP 1.Ordnung errechent sich:
Bedenke aber dass bei der grenzfrequenz schon eine Dämpfung von 3dB (Faktor 0,707 (1/wurzel(2))) vorliegt, die Grenzfrequenz sollt dann z.b. bei einer Signalfrequenz von fs=1kHz bei etwa fg=1,3kHz liegen. Simulier das ganze vll mal in Spice (LTSpice, PSpice) mfg
>Bedenke aber dass bei der grenzfrequenz schon eine Dämpfung von 3dB >(Faktor 0,707 (1/wurzel(2))) vorliegt, die Grenzfrequenz sollt dann z.b. >bei einer Signalfrequenz von fs=1kHz bei etwa fg=1,3kHz liegen. Das ist ja grad der Punkt ich hab keinen Anhaltspunkt für eine Frequenz. Es ist ein Spannungssignal eines Hall-Sensors der den Motorstrom misst. Der Motorstrom ändert sich je nach Fahrverhalten.
Dann willst du wohl einen Antialaising-Filter bauen. Frequenzen größer als die halbe Abtastfrequenz verletzten das Abtasttheorem. Wie schnell dreht sich der Motor maximal wie sieht dann das Hall-Signal aus?
Also wenn ich das richtig verstehe dann ist dieser Hall-Sensor kein Inkrementalgeber. D.h. die frequenz des zu messenden Stromes hängt also von der Anzahl der Drehzahländerungen pro Sekunde ab, da bei einer konstanten Drehzahl auch ein "näherungsweise" konstanter Strom fliesst. Oder bin ich auf dem Holzweg?
Tobi H. schrieb: > Also wenn ich das richtig verstehe dann ist dieser Hall-Sensor kein > Inkrementalgeber. D.h. die frequenz des zu messenden Stromes hängt also > von der Anzahl der Drehzahländerungen pro Sekunde ab, da bei einer > konstanten Drehzahl auch ein "näherungsweise" konstanter Strom fliesst. > Oder bin ich auf dem Holzweg? Ja genau. Busbauer schrieb: > Dann willst du wohl einen Antialaising-Filter bauen. > > Frequenzen größer als die halbe Abtastfrequenz verletzten das > Abtasttheorem. Kannst du mir das ein wenig genauer erklären? > > Wie schnell dreht sich der Motor maximal wie sieht dann das Hall-Signal > aus? Siehe oberhalb.
Tom schrieb: > Tobi H. schrieb: >> Also wenn ich das richtig verstehe dann ist dieser Hall-Sensor kein >> Inkrementalgeber. D.h. die frequenz des zu messenden Stromes hängt also >> von der Anzahl der Drehzahländerungen pro Sekunde ab, da bei einer >> konstanten Drehzahl auch ein "näherungsweise" konstanter Strom fliesst. >> Oder bin ich auf dem Holzweg? > > Ja genau. Gut das macht die ganze Sache dann schon durchsichtiger ;) > > Busbauer schrieb: >> Dann willst du wohl einen Antialaising-Filter bauen. >> >> Frequenzen größer als die halbe Abtastfrequenz verletzten das >> Abtasttheorem. > > Kannst du mir das ein wenig genauer erklären? Vor ein par Jahrzehnten hat ein gewisser Herr Shannon ein Abtasttheorem definiert, welches besagt: Dass ein Abgetastetes (quantisiertes) Signal nur dann wieder (richtig) rekonstruiert werden kann, also mit gleicher Frequenz, wenn man es mit mindestens der doppelten Signalfrequenz abtastet. Würde man es mit einer kleiner Freuquenz abtasten, entsteht Alaiasing, das Signal wird an den falschen Zeitpunkten abgetastet und gibt den Anschein als ob es eine kleinere Frequenz hätte. Der Anit-Alaiasing-Filter, dämpft nun also alle Signalfrequenzen über deiner Abtastfrequenz herunter um, den Effekt zu vermeiden, eine niedrigerer Frequenz sei vorhanden. Alles mal so grob..... siehe dazu ;) http://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt >> >> Wie schnell dreht sich der Motor maximal wie sieht dann das Hall-Signal >> aus? > > Siehe oberhalb. Gleiche Frage nochmal, wie schnell dreht sich der Motor? Also ich sehs nicht^^
Tobi H. schrieb: >> Kannst du mir das ein wenig genauer erklären? > > Vor ein par Jahrzehnten hat ein gewisser Herr Shannon ein Abtasttheorem > definiert, welches besagt: Dass ein Abgetastetes (quantisiertes) Signal > nur dann wieder (richtig) rekonstruiert werden kann, also mit gleicher > Frequenz, wenn man es mit mindestens der doppelten Signalfrequenz > abtastet. Würde man es mit einer kleiner Freuquenz abtasten, entsteht > Alaiasing, das Signal wird an den falschen Zeitpunkten abgetastet und > gibt den Anschein als ob es eine kleinere Frequenz hätte. > > Der Anit-Alaiasing-Filter, dämpft nun also alle Signalfrequenzen über > deiner Abtastfrequenz herunter um, den Effekt zu vermeiden, eine > niedrigerer Frequenz sei vorhanden. Alles mal so grob..... > > siehe dazu ;) http://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt Ok das heißt, wenn mein ATmega mit 16MHz betrieben wird und diese Frequenz mit dem Faktor 128 auf 125kHz (ADC-Clk) heruntergeteilt wird, mein ADC max 9,6...kS/s (1 Messung = 13 Takte) erreichen kann. Das heißt, ich müsste davor einen Tiefpass 1. Ordnung mit fg~9,6kHz plazieren und Signale mit max. 4,8kHz messen? Oder hab ich da grad einen Knoten im Gehirn? ^^ > Gleiche Frage nochmal, wie schnell dreht sich der Motor? Also ich sehs > nicht^^ Sry. Dachte es ist nicht so wichtig, da die Signalfrequenz von den Drehzahländerungen und nicht von der Drehzahl selbst abhängig ist. :)
Die Grenzfrequenz für den Antialiasing Filter sollte schon etwa unter der halben Abtastfrequenz liegen. Signalanteile oberhalb der halben Abtastfrequenz werden ggf. falsch interpretiert, und sollten deshalb besser entfernt werden. Da der Filter, vor allem als 1. Ordnung, nicht ideal steil ist, muss man die Frequenz sogar noch etwas niedriger legen, damit schon bei der halben Abtastfrequenz schon eine genügende Dämpfung erreicht wird. Der 2. Punkt ist das das Antialiasing-Filter in der Regel das interessante Signal wenig verändern soll: entsprechend muss die Grenzfrequenz über der höchsten Signalfrequenz liegen. Je mehr Abstand zwischen Signal und der halben Abtastfrequenz, desto weniger kritisch wird der Filter. Bei wenig Abstand braucht man ggf. aufwändigere steilere Filter oder muss eine höhere Abtastrate wählen. Beim Filter 1. Ordnung wäre die passende Grenzfrequenz für den Filter eher bei 1-2 kHz und das nutzbare Signal kann bei etwa 1 kHz beginnen. Im Bereich von etwa 1 -4,8 kHz kommt noch was vom Signal an, ist aber mehr der weniger vom Filter beeinflusst.
Ein Butterworth 2. Ordnung könnte vll noch interessat sein, recht einfach aufzubauen mit nem OP, der hat den Vorteil dass er fast bis zur Grenzfrequenz keine Dämpfung hat und danach mit -40dB/Decade abfällt.
Ulrich schrieb: > Die Grenzfrequenz für den Antialiasing Filter sollte schon etwa unter > der halben Abtastfrequenz liegen. Signalanteile oberhalb der halben > Abtastfrequenz werden ggf. falsch interpretiert, und sollten deshalb > besser entfernt werden. Da der Filter, vor allem als 1. Ordnung, nicht > ideal steil ist, muss man die Frequenz sogar noch etwas niedriger legen, > damit schon bei der halben Abtastfrequenz schon eine genügende Dämpfung > erreicht wird. > > Der 2. Punkt ist das das Antialiasing-Filter in der Regel das > interessante Signal wenig verändern soll: entsprechend muss die > Grenzfrequenz über der höchsten Signalfrequenz liegen. > > Je mehr Abstand zwischen Signal und der halben Abtastfrequenz, desto > weniger kritisch wird der Filter. Bei wenig Abstand braucht man ggf. > aufwändigere steilere Filter oder muss eine höhere Abtastrate wählen. > > Beim Filter 1. Ordnung wäre die passende Grenzfrequenz für den Filter > eher bei 1-2 kHz und das nutzbare Signal kann bei etwa 1 kHz beginnen. > Im Bereich von etwa 1 -4,8 kHz kommt noch was vom Signal an, ist aber > mehr der weniger vom Filter beeinflusst. Ich glaub 1-2kHz reichen allemal. ----- Danke Ulrich und allen die mir meine Fragen beantwortet haben. Ich hab mir meine Post durchgelesen und bemerkt, das ich vergessen hab zu sagen, dass ich nur alle 250 - 500 ms einen Messwert brauche. Die Messwerte werden aufsummiert und gespeichert. Mit dem Filter wollte ich nur Störungen die evtl auftreten könnten wegfiltern da das Signal über eine längere Messleitung geht. Da würde doch ein einfacher Tiefpass mit 1kHz od weniger reichen?
In dem Fall reicht der einfache Tiefpass bei 1 KHz oder ruhig auch weniger (z.B. 100 Hz). Ein paar kleine Störungen so um 2-3 LSB sind sogar hilfreich, um durch Oversampling eine höhere Auflösung zu erreichen. Von daher ist eine sehr tiefe Filterfrequenz (z.B. 10 Hz) auch nicht ideal. Falls man relativ viel 50 Hz/ 100 Hz Einkopplungen als Störung hat, hilft es die Zeit für die Mittelung als ein Vielfaches von 20 ms zu wählen.
Ulrich schrieb: > In dem Fall reicht der einfache Tiefpass bei 1 KHz oder ruhig auch > weniger (z.B. 100 Hz). Ein paar kleine Störungen so um 2-3 LSB sind > sogar hilfreich, um durch Oversampling eine höhere Auflösung zu > erreichen. Von daher ist eine sehr tiefe Filterfrequenz (z.B. 10 Hz) > auch nicht ideal. > > Falls man relativ viel 50 Hz/ 100 Hz Einkopplungen als Störung hat, > hilft es die Zeit für die Mittelung als ein Vielfaches von 20 ms zu > wählen. Danke :) Vorallem für den Tipp mit die 50 Hz ^^ In diesem Fall werde ich das ohne Oversampling machen.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.