Ich suche ein Filter, welcher eine konstante Phasenverschiebung
vorweist. Ich habe Signale (alle Varianten: Dreieck, Rechteck, Sinus
....)mit bis zu 500kHz. Die Grenzfrequenz soll bei 500kHz liegen. Der
Filter ist ein Anti - Alasing Filter. Der ADC befindet sich in dem
Mikrokontroller. Das Signal wird mit einem ADC 1MS/s abgetastet.
Kurzfassung:
Ges: Anti Alasing Filter mit konstanter Phasenverschiebung(egal welche)
Grenzfrequenz: 480kHz-500kHz
1. Kann mir jemand einen empfehlen?
2. Wäre es sinnvoll einen Filter in den Mikrokontroller(PIC30F2020) zu
programmieren?
3. In wie weit kann ich ein Signal mittels der DFT wiederherstellen?
Bist Du sicher, dass Du konstante Phasenverschiebung brauchst und nicht konstante Gruppenlaufzeit (lineare Phase) wie üblich?
Maha S. schrieb: > Dreieck, Rechteck, Sinus > ....)mit bis zu 500kHz. Die Grenzfrequenz soll bei 500kHz liegen. Der > Filter ist ein Anti - Alasing Filter. Der ADC befindet sich in dem > Mikrokontroller. Das Signal wird mit einem ADC 1MS/s abgetastet Das wird wohl nichts werden.
Eigentlich brauche ich eine konstante Phasenverschiebung. Wenn das nicht möglich ist, dann ein Filter mit konstanter Gruppenlaufzeit. In beiden Fällen kann ich die Phasenverschiebung kompensieren
Hp M. schrieb: > Maha S. schrieb: >> Dreieck, Rechteck, Sinus >> ....)mit bis zu 500kHz. Die Grenzfrequenz soll bei 500kHz liegen. Der >> Filter ist ein Anti - Alasing Filter. Der ADC befindet sich in dem >> Mikrokontroller. Das Signal wird mit einem ADC 1MS/s abgetastet > > Das wird wohl nichts werden. Die Hoffnung stirbt wohl in diesem Fall zuerst
Hallo, Zu1: http://www.eit.hs-karlsruhe.de/mesysto/teil-a-zeitkontinuierliche-signale-und-systeme/grundlagen-des-filterentwurfs/zielsetzung-fuer-den-filterentwurf/forderungen-an-den-phasengang-eines-filters.html?type=1 http://www.eit.hs-karlsruhe.de/mesysto/teil-b-zeitdiskrete-signale-und-systeme/frequenzgang-zeitdiskreter-systeme/interpretation-des-phasengangs-eines-systems-und-linearer-phasengang/gruppenlaufzeit-eines-systems.html Nimm ein Bessel-Filter: https://www.google.de/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://mic.hit-karlsruhe.de/projekte/ekg/Projekt/grundlagen/filterschaltungen.DOC&ved=0ahUKEwirqLWe9NnVAhXMiRoKHfUYBvg4ChAWCB0wAQ&usg=AFQjCNFOpdAks9D48liF3_zSk2BQB-VnUQ http://www.changpuak.ch/electronics/Bessel_Lowpass_active_24dB.php Das Filter muß natürlich steil genug sein, um die von Dir festzulegende Unterdrückung zu erzielen. Zu2: Für diesen brauchst Du ebenfalls ein AntiAliasingFilter am Eingang. Halte ich also nicht für sinnvoll. Zu3: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Diskrete_Fourier-Transformation Aus dem Spektrum bestehend aus diskreten Amplituden läßt sich wieder ein periodischer Verlauf rekonstruieren. Sollst Du etwas programmieren, ohne daß Ihr die Grundlagen gelernt habt? MfG
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Moin, Maha S. schrieb: > Eigentlich brauche ich eine konstante Phasenverschiebung. Wenn das > nicht > möglich ist, dann ein Filter mit konstanter Gruppenlaufzeit. > > In beiden Fällen kann ich die Phasenverschiebung kompensieren Guck' dir mal ein Filter mit "konstanter Phaasenverschiebung" an und was es z.B. aus einem Rechtecksignal macht: https://de.wikipedia.org/wiki/Hilbert-Transformation Das willst du nicht wirklich haben... Gruss WK
Christian S. schrieb: > Sollst Du etwas programmieren, ohne daß Ihr die Grundlagen gelernt habt? > > MfG Haben wir kurz vor dem Jahresende besprochen(HTL). Der Rest ist nun Selbststudium
Beitrag "Anti Aliasing Filter Phasenverschiebung" Ich würde noch 2 weitere threads reintun, dann kommen die Filter sowas von angeflogen ab 3 threads erkennen nämlich die Banausen hier, wie wichtig dein Anliegen ist, unterbrechen ihre Arbeit und strengen sich an, Dir zu helfen,
Hallo, Danke für Deine Ausführungen. Nimm einen TP höherer Ordnung und dimensioniere ihn auf Bessel-Charakteristik bei 500 kHz. Das geht noch mit OPVs zu realisieren. MfG
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augelogged schrieb: > ab 3 threads erkennen nämlich die Banausen hier, wie wichtig dein > Anliegen ist, unterbrechen ihre Arbeit und strengen sich an, Dir zu > helfen, Die Trulla hat doch bereits wesentlich mehr als drei Threads hier zum gleichen Problemkreis zu laufen. Dieser ständige Verstoß gegen die Forenregeln ist selbst den Moderatoren gleichgültig.
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Danke für eure Hilfe. Also ich habe es jetzt zusammengebracht, einen geeigneten Filter zu suchen und zu dimensionieren. Bei der Simulation musste ich auch einen Gleichanteil(2.5V) in die Schaltung einspeisen (V2). 1. Kann mir jemand den Grund für die benötigten Gleichanteil erklären? 2. Brauche ich den Gleichanteil auch in der Realität? Der Eingang des Filters würde zwar konstant auf 2,5V liegen, aber kann je nach Eingangssignal variieren. Danke im Voraus.
Maha S. schrieb: > 1. Kann mir jemand den Grund für die benötigten Gleichanteil erklären? Der OPA kann nur Signale annehmen, verarbeiten und ausgeben, die innerhalb seiner Versorgungsspannung liegen. Mit 2.5V Gleichanteil bei 5V Versorgung legst du dessen Arbeitspunkt genau in die Mitte. > 2. Brauche ich den Gleichanteil auch in der Realität? In der Schaltung: Ja. > Der Eingang des > Filters würde zwar konstant auf 2,5V liegen, aber kann je nach > Eingangssignal variieren. Kein Problem, solange das Eingangssignal innerhalb des Aussteuerbereichs liegt. Aber der im Schaltbild genannte LT1221 ist dafür denkbar ungeeignet. Was du bräuchtest, wäre ein OPA mit Input und Output Rail-to-Rail. - Er will mindestens 4 Verstärkung. Du betreibst in mit 1. - Er kann kaum mit 5V betrieben werden, zumindest brauchen muss das Ausgangssignal mindestens 2-3V Abstand von den Rails haben. Für den LT1221 wäre eine symmetrische Versorgung mit mindestens +/-10V sinnvoll, dann erledigt sich auch das Problem mit dem Gleichanteil.
Zu1: Weil Du keine symmetrische Versorgung verwenden wolltest. Bild1. https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm Zu2: Ja. Du koppelst das Signal über einen Kondensator ein und über einen zweiten am Ausgang aus. Es fehlt Dir an Grundlagen und völlig an praktischer Erfahrung mit solchen Schaltungen. Das Schaltbild ist grundsätzlich OK. MfG
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Ich bin wohl nicht auf meiner geistigen Höhe(wie immer :-) ). Hab es jetzt mit dem LT1807(bissl teuer) probiert mit einem Rail to Rail IO und es funktioniert einwandfrei. Danke für eure Hilfe HildeK und Christian. Noch eine kurze Frage: Ich habe jetzt bis 500kHz eine fast konstante Gruppenlaufzeit. Also wenn ich jeden Messwert um diesen Wert versetzt annehme (in der Software), habe ich eigentlich keine Phasenverschiebung mehr, oder?
Moin, Maha S. schrieb: > habe ich eigentlich keine Phasenverschiebung mehr, Zu was? Also, ich mein' - wen kratzt es wirklich, ob die Samples genau >jetzt< in den ADC gepurzelt sind, oder 700nsec spaeter? Was dich viel mehr kratzen sollte: Wenn du jetzt da mal z.B. ein Rechtecksignal mit 99kHz (also schon ein Stueckchen weg von 500kHz) ueber dein Filter auf den ADC gibst... Die Harmonischen bei 297kHz und 495kHz gehen noch OK. Aber was passiert mit z.b. 693kHz? Das ist im Rechteck gegenueber der Grundwelle um 16.9dB gedaempft, wird durch dein Filter um gerademal 7dB gedaempft, kommt also noch mit -23.9 dB gegenueber der Grundwelle an deinem ADC an und hat volles Rohr das Abtasttheorem verletzt (24dB waeren also ca. 4bit Aufloesung). Ploetzlich hast du nach deinem ADC bei 307 kHz ein Signal und sicher keinen Plan wo das jetzt wieder herkommt... Gruss WK
Hi, Maha, > Ich suche ein Filter, welcher eine konstante Phasenverschiebung > vorweist. Das gibt es nur stückweise. Denn jeder Vierpol mit Tiefpasscharakteristik - und ich kenne keine anderen - dreht die Phase von DC bis unendlich. Aber eine stückweise Konstanz oder Gegendrehung der Phase kann man mit Allpässen erreichen. Aber eine weitere Möglichkeit gibt es noch: FIR-Filter, "finite impulse response", Filter im Zeitbereich mit angezapften Verzögerungsleitungen. Aber auch die verstoßen nicht gegen die Naturgesetze, letztlich über einen unendlichen Frequenzbereich tritt die Phasendrehung letztlich doch ein. Ciao Wolfgang Horn
Mein Problem ist jetzt: 1.Das was Weka beschrieben hat, aber das bügel ich wieder aus, wenn ich einen Filter höherer Ordnung nehme. Und die Grenzfrequenz ist eh zu hoch angesetzt. 2.Das größere Problem ist: Wenn mit dem Oszi zwei Signale abtaste und diese grafisch darstellen will, stimmt die Phasenverschiebung nicht. Bsp: (Die Werte für die Phasenverschiebung sind extrem Werte und nicht auf diesen Filter bezogen) Signal 1: 8khz / phase: 45Grad Signal 2: 200khz/ phase 90Grad Differenz: SignalPH1 - SignalPH2 = 45 - 90 = -45 Grad Sinus mit 8kHz wird um 15 Grad durch den Filter verschoben bezogen auf das Eingangssignal beim Filter. Ein zweites Signal wird ebenfalls eingespeißt mit 200kHz. Dieses Signal wird um 60 Grad verschoben Wenn ich die Funktionen nun darstelle bzw. die Phasenverschiebung nun grafisch ablese dann ergibt sich folgende Differenz zwischen den Signalen Differenz: (SignalPH1 + 15) - (SignalPH2 + 60) = 60 - 150 = 90Grad Ich habe die Gruppenlaufzeit mit der Phasenlaufzeit verwechselt. Damit habe ich leider mein Problem nicht gelöst. Oder verstehe ich die Gruppenlaufzeit einfach nicht? Hab mir das von Christan durchgelesen und habe auch verstanden, dass die Gruppenlaufzeit die Ableitung von der Phase ist. Dann ergibt der Phasenverlauf keinen Sinn. Steh wiedermal auf dem Schlauch
Hallo vielleicht findest Du hier noch brauchbares: (leider viel Theorie) http://www.eit.hs-karlsruhe.de/mesysto/teil-a-zeitkontinuierliche-signale-und-systeme/grundlagen-des-filterentwurfs/standardisierte-entwurfsverfahren-fuer-tiefpass-filter/bessel-filter.html Gurgle Suchbegriff: "anti aliasing filter auslegen" Oder hier als Merksatz zum Einrahmen über das Bett: https://www.eit.hs-karlsruhe.de/mesysto/nc/teil-b-zeitdiskrete-signale-und-systeme/frequenzgang-zeitdiskreter-systeme/interpretation-des-phasengangs-eines-systems-und-linearer-phasengang.html?sword_list%5B%5D=gruppenlaufzeit "Der Frequenzgang eines Systems setzt sich aus Amplitudengang und Phasengang zusammen. Während der Amplitudengang vergleichsweise anschaulich interpretiert werden kann, erscheint die Interpretation des Phasengangs kompliziert. In diesem Abschnitt wird deshalb der Phasengang von Systemen ausführlich diskutiert. Der Begriff der Phase wird im Zusammenhang mit Zeigerdiagrammen und harmonischen Anregungen eingeführt. Bei der harmonischen Anregung eines Systems entspricht die Phasenverschiebung einer zeitlichen Verzögerung des Signals. Der im Zusammenhang mit dem Frequenzgang berechnete Phasengang ergibt sich aus der Fourier-Transformation. Es wird an Beispielen gezeigt, dass mit dem Phasengang eines Systems die Verzögerung eines Eingangssignals verbunden ist, aus der der Begriff der Gruppenlaufzeit resultiert. Einen Sonderfall nehmen Systeme mit linearem Phasengang ein. Sie besitzen eine konstante Gruppenlaufzeit." War es nicht genau das, was Du ursprünglich suchtest, als Du schriebst:"Ich suche ein Filter, welcher eine konstante Phasenverschiebung vorweist."? Am idealen Totzeitglied wird dann dies gezeigt: https://www.eit.hs-karlsruhe.de/mesysto/teil-b-zeitdiskrete-signale-und-systeme/frequenzgang-zeitdiskreter-systeme/interpretation-des-phasengangs-eines-systems-und-linearer-phasengang/phasengang-eines-totzeitgliedes.html Oder: https://www.eit.hs-karlsruhe.de/mesysto/teil-b-zeitdiskrete-signale-und-systeme/frequenzgang-zeitdiskreter-systeme/interpretation-des-phasengangs-eines-systems-und-linearer-phasengang/anregung-eines-systems-mit-zwei-harmonischen-signalen-unterschiedlicher-frequenz.html "Dieser Gedankengang zeigt, dass ein System mit linearer Phase Signale nur um eine konstante Zeit k0 verschiebt. Eine Phasenverzerrung der Signale, bei der unterschiedliche Spektralbereiche unterschiedlich weit verschoben werden, findet nicht statt." Mit freundlichem Gruß
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20 KB
Ich habe jetzt die Gruppenlaufzeit verstanden. Der letzte Link von Christian hat mir deutlich geholfen: http://www.eit.hs-karlsruhe.de/mesysto/teil-a-zeit... Ich habe mir jetzt den Verlauf auch noch mal genauer angeschaut. Ich habe bis 100kHz eine (fast) konstante Gruppenlaufzeit. Würde dies auch erklären, wieso z.B. das Tektronix TDS1002(Schuloszi) mit 1GS/s Samplerate "nur" eine Bandbreite 60MHz hat? (Man kann mein Projekt nicht mit einem professionellen Oszilloskop vergleichen, aber es ist eine reine Verständnisfrage) Hat jemand von euch schon mal Samples von Linear Technology bestellt? (Muss ich bei einer Firma arbeiten, oder geht es auch privat(schulisch)? Danke für eure Hilfe!
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