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¿Por qué la muestra en una cierta frecuencia sólo para inmediatamente reducir la resolución?

Pido disculpas si esta pregunta no está bien planteada. Estoy leyendo un documento en el que afirma lo siguiente:

El magnetómetro de los vectores de la muestra a 100 Hz. El detector de filtros y abajo de las muestras de los vectores a 10 Hz para eliminar el ruido de la señal y reducir el cálculo requerido para vivir procesamiento en el smartwatch.

Mi pregunta es: si querían que la frecuencia de muestreo a ser 10Hz, ¿por qué no se acaba de muestreo de 10 hz inicialmente?

43voto

ShaneB Puntos 1384

si querían que la frecuencia de muestreo a ser 10Hz, ¿por qué no se acaba de muestreo de 10 hz inicialmente?

Con el fin de evitar el aliasing, la señal tiene que ser de paso bajo-filtrada antes del muestreo. No las frecuencias por encima de Fs/2 debe estar presente en la señal analógica (o, de forma realista, que debe ser atenuada suficiente para ser enterrado en el ruido, o a un nivel lo suficientemente bajo como para cumplir con las especificaciones que usted quiera).

Si usted muestra a Fs=10Hz y quieran adquirir decir, 4Hz señales, el filtro tendrá que dejar a ellos a través de, sin embargo, proporcionan una fuerte atenuación por encima de 5Hz, por lo que será necesario un plano de la función de transferencia en el ancho de banda, luego de una pronunciada caída después de la frecuencia de corte.

Estos filtros de orden superior son costosos y difíciles de implementar en el dominio analógico, pero muy simple de hacer en el dominio digital. Filtros digitales también son muy precisos, la frecuencia de corte no depende de la tolerancia de los condensadores, por ejemplo.

Por lo tanto, es mucho más barato utilizar un bajo-orden analógico de paso bajo, de sobremuestreo por un factor grande, a continuación, utilice un fuerte filtro digital para reducir la resolución a la final de la frecuencia de muestreo que realmente quieres.

El mismo hardware digital puede ser utilizado para varios canales. A esta baja frecuencia de muestreo, la potencia de cálculo de los requisitos son muy bajos, y un moderno microcontrolador implementar fácilmente muchos canales de filtrado digital a un precio muy barato.

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Ben Mc Puntos 864

Usted mencionó la palabra magnetómetros. Esto amplía el ámbito de aplicación un poco.

Los magnetómetros para aquellos no familiarizados medir el flujo magnético y crear un proporcional de la tensión de salida/ de la señal de acuerdo al flujo.

Es muy probable que usted también detectar una gran cantidad de la acumulación de "energía eléctrica", debido a la radiación de la energía magnética de cualquiera de los cables eléctricos a su alrededor.

De hecho, directamente de muestreo de 10 hz, en la presencia de 50hz podría conducir usted loco, como no podría ser exactamente 10hz, y verá lo que se ve como un lento cambio de DC arriba y abajo durante un período de varios segundos.

El 100hz se convierte en significativo en ayudar a null a cabo esta señal no deseada a partir de lo que usted quiere ver. Esto es típico de los lugares donde 50hz se encuentra, en la que NOS 60hz de curso.

Si usted está usando los magnetómetros en algunos países, los 100hz/ 10hz no funciona tan bien; usted puede encontrar un modelo diferente para estos mercados.

Las respuestas en el suavizado de líneas/ filtrado etc todavía son correctos; esto es más específico para el caso de uso.

7voto

RWH Puntos 21

No reducir la resolución. "Filtro y abajo de la muestra". Es de suponer que el filtro de paso bajo que elimina el alias que pueden ocurrir en el disminuidos de la señal. El filtrado también puede reducir el ruido mediante el uso de la información de varias de las 100 Sps muestras para contribuir a la determinación de cada uno de los valores de la muestra en el diezmado (10 Sps) de la señal.

5voto

thebear Puntos 16

Hay muchos casos en donde los diversos rápido (en comparación con la señal) las fuentes de ruido pueden afectar las lecturas. Otro ejemplo es el de un fotodiodo de tomar lento meaurements. Fácilmente podría recoger el 50/60/100/120Hz parpadeo de vairous común de fuentes de luz dependiendo de donde usted está, y probablemente incluso recoger de alta frecuencia del LED/luz fluorescente de parpadeo.

En algunos casos, usted puede ser capaz de utilizar un filtro de paso bajo en la entrada, pero a menudo es más fácil para optimizar el filtrado de software (por ejemplo, simplemente sobremuestreo y el promedio de un número n de muestras, donde n es configurable por el usuario).

La reducción de la frecuencia de muestreo no (necesariamente) (linealmente) aumentar el tiempo de asentamiento, así que básicamente estás instantáneas de la señal de entrada. De hecho, en el MCP3002 por ejemplo, el tiempo de asentamiento se basa en el SPI de la velocidad de reloj, que puede ser establecido por otras razones y no en la frecuencia de muestreo a todos (lo cual tiene sentido: el dispositivo no sabe acerca de la frecuencia de muestreo, el hecho de que se le preguntó a la muestra, pero la hoja de datos de las cifras de uso del reloj ajuste de la velocidad de la frecuencia de muestreo). Si el rendimiento del dispositivo establecido por la velocidad de reloj, y la velocidad mínima es mayor de lo que te gustaría para el rendimiento, usted puede leer más rápido, y el promedio es barato.

3voto

ozmank Puntos 127

Sobre muestreo facilita el filtro de suavizado y de la respuesta transitoria, con un ADC SAR, con un promedio de por aniquilación reduce el ruido de la raíz de n muestras en el software. Si la integración de IDC AD fueron en vano, podría realizarse en un solo paso.

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