🙅 🥒 👨🏽‍🤝‍👨🏼 डिजिटल फिल्टर का उपयोग करने का अभ्यास 🚬 🚚 🐺

मैं यहां एक प्रोजेक्ट कर रहा हूं और यही समस्या है। मुझे ADC (डेल्टा-सिग्मा) माइक्रोक्रिकिट से डेटा मिलता है जिसमें कंट्रोलर और फिल्टर बिल्ट-इन होते हैं, लेकिन इस फिल्टर में खराब आवृत्ति प्रतिक्रिया होती है, परिणामस्वरूप, 60 हर्ट्ज और उससे अधिक के आरएफ में एक रुकावट होती है। यह कुछ इस तरह दिखता है:

यानी आवृत्ति प्रतिक्रिया की ऐसी असमानता हमें शोभा नहीं देती है (यह तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार पास नहीं होता है), हालांकि आवृत्ति प्रतिक्रिया को बराबर करने के लिए नमूना आवृत्ति आवृत्ति को 250 हर्ट्ज से बढ़ाकर 500 हर्ट्ज करना संभव है, लेकिन तब डेटा की मात्रा जो अभी भी औसत होनी चाहिए, जो प्रदर्शन को बढ़ाएगी, जो प्रदर्शन को प्रभावित करेगी (STM32F103VE) एक संपूर्ण और कुल ऊर्जा खपत (बैटरी पावर) के रूप में प्रणाली। लेकिन एक और तरीका है।

आप एक पैरामीट्रिक डिजिटल फिल्टर के साथ आवृत्ति प्रतिक्रिया को संरेखित कर सकते हैं, इस मामले में, एक आरएफ। यही है, यह तुल्यकारक के समान है, हम कुछ आवृत्तियों को बढ़ाते हैं, लेकिन दूसरों को स्पर्श नहीं करते (या भरते हैं)। यह विधि निश्चित रूप से अच्छी है, लेकिन क्योंकि हम जानकारी को पुनर्प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं, जिसमें से एक हिस्सा इनपुट (चिप में एक) द्वारा एक और फिल्टर द्वारा नष्ट कर दिया गया था, उच्च आवृत्तियों पर हस्तक्षेप का स्तर अनिवार्य रूप से बढ़ जाएगा, क्योंकि एक साथ संकेत के साथ हम उन्हें और भी मजबूत करेंगे, लेकिन कितना?

तो, समस्या को हल करने के लिए एक विचार है, कार्यान्वयन रहता है। एक विश्वविद्यालय पाठ्यक्रम से डिजिटल फिल्टर (उन लोगों के लिए जिनके साथ अभ्यास नहीं था) के बारे में हमें क्या याद है? जब तक कि सजा, जेड-परिवर्तन, आवेग प्रतिक्रिया आदि जैसे शब्द नहीं हैं। सामान्य तौर पर, यह स्पष्ट नहीं होता है कि किस छोर से भी समीप आना है, ऐसा लगता है कि आपको कुछ गुणांक की गणना करने की आवश्यकता है, लेकिन क्या अस्पष्ट है और क्यों, डीएसपी पर पुस्तकों के साथ उठने और बैठने के लिए (800 पृष्ठों के लिए एक है) कोई समय नहीं है, परियोजना इसके लायक है और आपको कुछ करने की आवश्यकता है , और तेज।

इसलिए, थोड़ा सा Google हम यहां इंटरनेट पर इस तरह के एक संसाधन पाते हैं । यह ऑन-लाइन डिजिटल फिल्टर (और न केवल!) की गणना करने के लिए एक साइट है, लेकिन यह एक निश्चित डॉ। एंथनी जे फिशर द्वारा बनाया गया था।

इसलिए हम अपने आप से उन आवश्यकताओं को पूछते हैं जिनकी हमें आवश्यकता है और साइट पर दर्ज करें। सबसे पहले, हमें एक चिकनी प्रतिक्रिया की आवश्यकता है, यही वजह है कि बटरवर्थ निश्चित रूप से पहला क्रम उच्च-आवृत्ति (हाईपास) है। दूसरी बात, नमूना दर, अर्थात् ADC रूपांतरणों की संख्या प्रति सेकंड या नमूना दर, हमारे पास 250Hz है। हम परिचय कराते हैं। और अंत में, तीसरा, कटऑफ आवृत्ति (-3 डीबी) 50 हर्ट्ज है, क्योंकि इनलेट फिल्टर यहां से कट जाता है। भेजें पर क्लिक करें और हमारे भविष्य के फ़िल्टर की विशेषता प्राप्त करें:

लाल आयाम बनाम न्यक्विस्ट आवृत्ति का एक ग्राफ है, नीला एक चरण परिवर्तन है। 0.5 नमूना दर के आधे से मेल खाती है।

हमें गणना गुणांक के साथ एक सी कोड भी मिलता है:

#define NZEROS 1 #define NPOLES 1 #define GAIN 1.726542528e+00 static float xv[NZEROS+1], yv[NPOLES+1]; static void filterloop() { for (;;) { xv[0] = xv[1]; xv[1] = next input value / GAIN; yv[0] = yv[1]; yv[1] = (xv[1] - xv[0]) + ( 0.1583844403 * yv[0]); next output value = yv[1]; } }

लेकिन यह केवल एक फिल्टर है, याद रखें कि हमें आवृत्ति प्रतिक्रिया को सीधा करने के लिए 50 हर्ट्ज से उच्चतर आवृत्तियों को बढ़ाना होगा, और इस रूप में यह फ़ंक्शन हमें मदद नहीं करेगा, इसलिए, सरल जोड़तोड़ द्वारा, हम फ़ंक्शन को इस रूप में लाते हैं:

 #define NZEROS 1 #define NPOLES 1 #define GAIN 1.726542528e+00F #define OUR_GAIN 2.1F //  .   float xv[NZEROS+1], yv[NPOLES+1]; int void filterloop( int data ) { xv[0] = xv[1]; xv[1] = (float)data / GAIN; yv[0] = yv[1]; yv[1] = ( xv[1] - xv[0] ) + ( 0.1583844403F * yv[0] ); return (int)(( yv0[1] * OUR_GAIN ) + (float)data ); }

वह सब है। फ़िल्टर का उपयोग करने के लिए, हम डेटा को फ़ंक्शन के मापदंडों में फेंकते हैं, और यह फ़िल्टर किए गए डेटा को वापस करता है। AD_ से रीडिंग लेने और फ्रिक्वेंसी रिस्पॉन्स को मापने के लिए, Our_GAIN को अनुभवपूर्वक चुना जाता है।

इस प्रकार, मैं नियंत्रक पर लगभग कोई अतिरिक्त भार के साथ आवृत्ति प्रतिक्रिया को बढ़ाने में कामयाब रहा और मेरी परियोजना तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार चली गई (चिकित्सा क्षेत्र में वे बहुत कमजोर नहीं हैं)। मुझे डर था कि हस्तक्षेप का स्तर काफी बढ़ जाएगा, लेकिन यह 4-5 μV से बढ़कर लगभग 6-8 μV हो गया, जो हमें सूट करता है। अंत में, मैं डिजिटल फिल्टर की गणना के लिए एक और मुफ्त कार्यक्रम की सिफारिश कर सकता हूं - विनफिल्टर, आप इसे यहां डाउनलोड कर सकते हैं । मुझे नहीं पता कि यह कितना कुशल है, मैंने इसका परीक्षण नहीं किया है, लेकिन यह VHDL (और स्वाभाविक रूप से C) में एक कोड जारी कर सकता है, जो संभवतः FPGAs के काम आएगा। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स का एक कार्यक्रम भी है, डिजिटल फिल्टर के गुणांक की गणना के लिए, इसे टीआईबीक्यू कहा जाता है। वह सब है। डिजिटल फिल्टर डिजाइन करने में सौभाग्य।

डिजिटल फिल्टर का उपयोग करने का अभ्यास

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