ออกแบบตัวกรองที่อนุญาตให้ความถี่ต่ำกว่า 5 kHz ผ่านได้อย่างอิสระ แต่ความถี่ทั้งหมดที่สูงกว่า 5.2 kHz จะต้องไม่สามารถตรวจจับได้

ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของฉันสำหรับคำถามนี้คืออัตราการเปิดตัวที่สูงชันอย่างน่าขัน

ฉันสมมติว่าสัญญาณไม่สามารถตรวจจับได้ถ้าได้รับคือ -20 dB ซึ่งหมายความว่าภายในช่วงการเปลี่ยนภาพ 200 Hz ความแรงของสัญญาณจะต้องลดลง 20 dB

หากการคำนวณของฉันถูกต้องตัวกรองนี้จะต้องมีอัตราการหมุน 1200 dB / ธันวาคม ที่ต้องใช้ 60 เสาซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่สามารถทำได้

ฉันต้องการใช้ตัวกรองแอนะล็อกที่มีระลอกคลื่นน้อยที่สุดในวงพาส การเลื่อนเฟสขนาดใหญ่ไม่สำคัญเกินไป

ทางออกหนึ่งที่อาจเกิดขึ้นคือการใช้ตัวกรองรอยที่ 5.2 kHz อย่างไรก็ตามความถี่สูงกว่าแบนด์วิดท์ของตัวกรองรอยยังคงกรองไม่เพียงพอ

กรุณาชี้ให้เห็นข้อบกพร่องใด ๆ ในตรรกะของฉันและหรือเสนอวิธีแก้ปัญหาที่อาจเกิดขึ้น ขอบคุณ.

คุณได้สมมติว่า 20dB / ธันวาคมต่อการกรองคำสั่งซื้อสำหรับตัวกรองของคุณ สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงสำหรับตัวกรองทุกประเภท

Let และฉs T o P = 5.2 k H Z จากนั้นf s t o $f_0 = 5 \mathrm{kHz}$$f_{\mathrm{stop}} = 5.2 \mathrm{kHz}$

มีลักษณะที่เพื่อกรองรูปไข่ที่สี่นำมาจากบทความวิกิพีเดีย

แม้ว่ามันจะไม่เป็นไปตามความต้องการของคุณคุณสามารถเห็นว่ามันเป็นไปได้ ฟิลเตอร์ทรงรีเรียงลำดับที่สูงขึ้นสามารถบรรลุสิ่งที่คุณเป็นหลังจากนั้น

คุณควรจำไว้ว่าฟิลเตอร์รูปไข่สามารถรบกวนสิ่งต่าง ๆ ในเฟสของสัญญาณ เนื่องจากคุณไม่ได้พูดถึงสิ่งใดเกี่ยวกับข้อ จำกัด เฟสของคุณฉันจึงสันนิษฐานว่าฟิลเตอร์รูปไข่นั้นเหมาะ

การเปิดตัวที่คมชัดนี้ต้องการตัวกรองแบบดิจิตอล อย่าแม้แต่คิดเกี่ยวกับอะนาล็อก คุณต้องทำให้อินพุตมีความน่าเชื่อถือด้วยฟังก์ชั่น sinc ความกว้างของฟังก์ชั่น sinc (จำนวนคะแนนเคอร์เนล) กำหนดการลดทอนของแถบหยุด

ฉันยังไม่ได้ทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ แต่การคำนวณที่รวดเร็วมาก (อาจหยุดงานของคุณเพื่อทำอย่างถูกต้อง) บอกว่าคุณอาจต้องใช้ 100 คะแนนถ้าลองสุ่มที่ 20 kHz 200 คะแนนที่ 20 kHz หมายถึงอัตรา MAC 4 MHz ในความเป็นจริงต่ำกว่าสิ่งที่ DSP สมัยใหม่สามารถทำได้ค่อนข้างง่าย นั่นหมายความว่าปัญหาของคุณจะสามารถหยั่งรู้ได้ บางอย่างเช่นซีรี่ส์ E dsPIC สามารถทำสิ่งนี้ได้และนั่นค่อนข้างต่ำถ้าคุณกำลังมองหาความสามารถของ DSP เท่านั้น

หากคุณอนุญาตให้มีการหน่วงเวลาอย่างมากหรือประมวลผลสัญญาณที่บันทึกไว้คุณสามารถทำ FFT ได้อย่างง่ายดายให้ลบส่วนประกอบที่ไม่ต้องการออกและสลับการแปลง คุณต้องตัดทอน fft ด้วยฟังก์ชันหน้าต่างที่เหมาะสมเพื่อให้เสียงเรียกเข้ายอมรับได้

ฉันจะเลือกชิพตัวแปลงสัญญาณเสียง (ADC + DAC) กำหนดเส้นทางเอาต์พุตดิจิตอล ADC ไปยังอินพุต DAC และตั้งค่าอัตราตัวอย่างเป็น 10kHz

ชิปเหล่านี้มีตัวกรองดิจิตอลที่คุณต้องการอยู่แล้ว การตรวจสอบแผ่นข้อมูลอย่างรวดเร็วดูเหมือนจะยืนยันว่าคุณจะได้รับประสิทธิภาพการกรองที่คุณต้องการ

คุณมีคำตอบที่ดีมากมายกับวิธีแก้ปัญหาแบบดั้งเดิมตัวกรองรูปไข่ (เวลาสั้น ๆ ) FFT เป็นต้นดังนั้นฉันจึงคิดว่าฉันสามารถเพิ่มบางสิ่งจากโลกย่อยการเข้ารหัส / เวฟเล็ตย่อย

การเข้ารหัสย่านย่อยหมายถึงการแบ่งสเปกตรัมความถี่ออกเป็น "ถังขยะ" แต่ละถังขยะเหล่านี้มีตัวกรองที่เกี่ยวข้อง วงดนตรีที่เข้มงวดมากขึ้นตัวกรองที่กว้างขึ้นในโดเมนเวลา (ตามธรรมชาติ) - แต่ในพื้นที่ที่เราไม่ต้องการวงดนตรีที่แคบมากเราสามารถออกไปกับตัวกรองที่สั้นและราคาถูกเพื่อคำนวณจริง ๆ

เวฟเล็ตเป็นฟังก์ชั่นซึ่งเป็นผลมาจากตัวกรองย่อยแบนด์ชนิดหนึ่งซึ่งสร้างขึ้นโดยการกรองซ้ำแล้วตามด้วยการย่อยตัวอย่าง

แนวคิดก็คือการหากลุ่มย่อยที่น่าสนใจซึ่งจะช่วยให้เราบีบการคำนวณได้มากที่สุด แต่ก็ยังได้รับเม็ดเล็ก ๆ ที่น่าสนใจ

ตัวอย่างของ Daubechies 12 tap packet decomposition ในสามระดับ (Wikipedia):

จากนั้นเราสามารถเลือกสรุปสิ่งเหล่านี้เพื่อรับการตอบสนองที่เราต้องการ และสิ่งที่เราไม่ต้องการเพิ่ม - เราไม่จำเป็นต้องคำนวณ! เราจะต้องใช้คนที่มีขนาดบางกว่าให้ใกล้เคียงกับย่านความถี่ 5-5.2 kHz เพื่อให้สามารถทำงานได้มากพอ แต่ในทางกลับกันไกลจากย่านความถี่ 5-5.2 kHz เราสามารถไปได้ด้วยส่วนย่อยเพียงไม่กี่

หากคุณสามารถรับประกันการป้อนข้อมูลแบบไซน์ก็อาจทำให้ monostable แบบ one-shot (74121) อาจพอเพียง หรือเรียกซ้ำได้ 122/123

ใช้เครื่องมือเปรียบเทียบก่อนหน้า 74121/122/123

MCUs บางตัวมีตัวเปรียบเทียบแบบอะนาล็อกเป็นอุปกรณ์ต่อพ่วง เมื่อแปลงเป็นรูปคลื่นสี่เหลี่ยมคุณสามารถใช้ตัวนับและอื่น ๆ เพื่อตรวจจับด้านบน / ต่ำกว่า 5,000Hz ถ้า MCU มีนาฬิกาที่เสถียร XTAL ไม่จำเป็นต้องมี monostable ที่ไวต่ออุณหภูมิ