Filtros de frecuencia extremadamente baja

Question

Tengo una tarjeta de adquisición de datos (procesador de señales digitales A / D +) y quiero comprobar si un filtro de paso alto digital (implementado en DSP) con una frecuencia de corte extremadamente baja (0.05Hz) está funcionando.

Si esta fuera una frecuencia que pudiera generar con un generador de señal, sería fácil de verificar, pero 0.05Hz es demasiado bajo y no puedo generarla. ¿Cómo revisan los ingenieros este tipo de filtros?

Answer 1

Supongo que depende de varios factores, entre otros el orden del filtro, pero tiene un par de posibilidades:

1. Encontrar un generador de señal que llega allí. Estos son más baratos en la actualidad.
2. La confianza de las matemáticas. Este es un filtro digital y, como tal, las escalas con frecuencia de muestreo. Si usted puede aumentar la frecuencia de muestreo en dos órdenes de magnitud que podría tener un filtro con un 5 hz frecuencia de corte, mucho más fáciles de medir. Del mismo modo, si el factor limitante se convierte en el ADC puede aislarlo del filtro y se alimentan en algunos artificial de datos digitales.
3. El uso de un paso de respuesta (muchos de banda ancha señales que haría). Calcular la respuesta al escalón de su filtro deseado y comparar con el resultado. O, alternativamente, calcular la respuesta en frecuencia por medio de la FFT de la respuesta al escalón.

Utilizamos una variante de la alternativa 3 en algunas de nuestras configuraciones de pruebas, no porque no podemos generar las formas de onda lenta necesario, pero debido a que el <0,01 Hz frecuencia de corte de nuestros filtros analógicos tomaría demasiado tiempo para caracterizar si hemos intentado incluso áspero de un barrido de frecuencia. Esto redujo el tiempo de prueba de más de una hora a sólo unos minutos.

Answer 2

Yo uso mi Agilent generador de funciones, que desciende a 1\$\mu\$Hz, bastante mediocre (y obsoleto) Modelo 33522A. Mi Rigol DG4102, creo que, del mismo modo tiene 1\$\mu\$Hz resolución y cuestan menos.

Desafortunadamente, usted no puede conseguir que la baja con hoteles de DDS (por ejemplo. AD9850) módulos debido a la optimización de la palabra es sólo de 32 bits, y el reloj es típicamente 125MHz, por lo que la 0,03 Hz resolución. Supongo que le daría un par de puntos de datos (0.0291/0.0582/0.0873 Hz)

Usted también podría alimentar a un paso y la mirada en el dominio del tiempo de respuesta.

Answer 3

Opción 1: de la Prueba en el PC.

Si el DSP código está escrito en C, entonces usted puede configurar un sistema de pruebas de GCC o Visual Studio. Usted sabe que la frecuencia de muestreo para su código de DSP, por lo que el uso de Excel para generar una entrada de prueba archivo CSV, y tener su instrumento de prueba de volcado de un archivo CSV de salida que se puede comprobar.

Opción 2: de la Prueba en el DSP con una interfaz de PC.

Si el DSP tiene el código a ejecutar en el DSP, usted todavía puede usar el PC para probarlo. Establecer un instrumento de prueba en el DSP que recibe un valor de la PC, se ejecuta un paso de la DSP de filtro y, a continuación, informa de la salida del filtro para que el paso a la PC (USB, RS-232 o TCP/IP, dependiendo de cómo te estás conectando a la DSP). Usted también necesitará un PC lado del arnés de prueba para enviar y recibir esos valores. De nuevo, puede configurar una entrada de prueba archivo CSV en el PC, pasar sucesivas muestras para el código del filtro, y volcar un archivo CSV de salida que se puede comprobar.

Para ambos...

Si eres el filtrado de 0.05 Hz, es probable que su tasa de muestreo va a ser bastante lento. El uso de un arnés de prueba se permitirá la ejecución de estas pruebas más rápido que en tiempo real, lo que hará que su proceso de pruebas más eficiente.

Answer 4

Si usted tiene un convertidor D/a, así como en su sistema DSP, que podría generar esta extremadamente baja frecuencia de la señal en el software de un alimento nuevo a su entrada a/D. Alternativamente, usted podría usar un D/A de la Tarjeta o Adaptador USB para generar la señal. Un ejemplo de estos dispositivos sería LabJack , pero hay muchos más con diferentes precios/capacidades de allí. Otra posibilidad sería el uso de un hoteles de micro controlador + DAC como Raspberry Pi o Arduino

Answer 5

Si esto era una frecuencia que podría generar con un generador de señal que había ser fácil de comprobar, pero 0.05 Hz es demasiado baja y no puedo generar. ¿ hacer de los ingenieros de verificación de este tipo de filtros?

Hay tres maneras de comprobar la respuesta del filtro, uno es una delta de dirac (función de un impulso o de la función de pulso corto), el otro es un paso de entrada, y el último es un barrido de frecuencia.

Con los instrumentos de los que yo uso los experimentos pueden durar de semanas a meses, algunos de nuestros sistemas físicos tienen una respuesta en el rango de días. La mejor forma de comprobar estos sistemas\filtros es el uso de un paso de entrada, a continuación, medir la constante de tiempo. Si usted recuerda la constante de tiempo para un voltaje de entrada es:

$$ V(t) = V_0 (1-e^{-t/\tau})$$

Donde \$ \tau=RC\$

Fuente: http://mit6002.blogspot.com/2011/05/1011-parallel-rc-circuit-step-input.html

(la foto tiene una fuente de corriente con un resistor en paralelo, lo que es equivalente a una fuente de tensión con una resistencia en serie)