logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Widmo amplitudowe prostokąta i filtr górnoprzepustowy.

marnowak 12 Kwi 2013 19:49 3000 8
REKLAMA
  • #1 12190689
    marnowak
    Poziom 15  
    Witam!
    Mając prostokąt np. 100kHz.
    Jego widmo to składowa stała, częstotliwość podstawowa i jej harmoniczne.
    Na wykresie widma amplitudy przedstawia się to za pomocą prążków.

    Potrzebuję z takiego prostokąta pozbyć się sinusoidy 50Hz (fotodioda odbiera z żarówek na suficie).
    Tak pomyślałem, że jak dam filtr górnoprzepustowy na częstotliwość 10kHz to będzie OK (bo niby poniżej częstotliwości podstawowej). Niestety jak wiadomo filtr RC różniczkuje sygnał. Sygnał niepożądany 50Hz otrzymuję wytłumiony, ale niestety kładzie mi to także tył przebiegu 100 kHz.
    Teoretyzując dalej: czy w ogóle można ucinać pasmo przebiegu prostokątnego od dołu? Niby jedyne co zrobię, to usunę składową stałą, a sinusoidy, na które składa się przebieg zostają. Tak mi się zdaje, że można to zrobić jedynie stosując filtry cyfrowe. Czy da się analogowo uciąć pasmo od dołu nie kładąc, bądź kładąc nieznacznie tyły przebiegu prostokątnego?

    Opadanie tyłu przy takim filtrze spowodowane jest przesunięciem fazowym wprowadzanym przez filtr.
  • REKLAMA
  • #2 12191569
    charwer
    Poziom 15  
    Cześć.
    Możesz coś więcej napisać na temat tego filtra? Jakie ma nachylenie? Do czego to urządzenie w ogóle służy, że musisz mu te 50 Hz odfiltrować? Bo może nie ma potrzeby pozbywać się tych 50 Hz?
  • REKLAMA
  • #3 12192033
    kspro
    Poziom 27  
    Pewnie, że się da analogowo wyciąć zakłócenie 50Hz, ale nie w taki sposób jak próbowałeś. Dla prostokąta 100kHz częstotliwość graniczna 10kHz filtru górnoprzepustowego jest za wysoka, to tylko 10 razy mniej od częstotliwości prostokąta, więc różniczkowanie będzie widoczne. Domyślam się, że zrobiłeś tak wysoką fg w celu osiągnięcie dostatecznego tłumienia dla 50Hz, bo był to prosty filtr RC.

    Zamiast filtru górnoprzepustowego zastosuj filtr pasmowozaporowy typu Notch w postaci układu RC typu podwójne T. Takie rozwiązanie jest dość często spotykane w multimetrach do wycinania zakłóceń pochodzących od sieci, czyli dokładnie tego co chcesz osiągnąć. Dokładnie dobierając elementy i ewentualnie dostrajając potencjometrem powinieneś bez trudu wstrzelić się w 50Hz i osiągnąć tłumienie 40dB i więcej.
  • REKLAMA
  • #4 12192299
    marnowak
    Poziom 15  
    Czyli na elementach LC- środkowozaporowy co najwyżej.

    Układ ma naświetle widzialnym (wymóg) odbierać sygnał z nadajnika 100kHz. Wszystko ładnie pięknie w ciemni. Jak włączę lampę u góry dostaje się też przez fotodiodę 50 Hz z żarówek halogenowych i świetlówek.
    Początkowo pomysł był taki, aby odbierać prostokąt 1MHz kluczowany 100kHz (fizycznie mi się to udało) i robić z tego 100kHz, ale ktoś mnie sprostował, że to bez sensu (choć stosowane w pilotach IR). Coś jakby modulacja ASK, ale nie do końca. W ASK nośną jest sinusoida, w przypadku prostokąta szerokopasmowość sygnału powoduje, że taki układ traci sens (odbiór szerokiego pasma, aby na wyjściu dostawać jeszcze węższe pasmo). Zastosowanie modulatora ASK w nadajniku znacznie by mi teraz skomplikowało układ- choćby od strony zasilania(mam do dyspozycji +12V i +5V). MC1496 potrzebuje 12V i -12V na ten przykład.
  • REKLAMA
  • #5 12192476
    charwer
    Poziom 15  
    Może lepiej wyjdzie Tobie zmienić fg filtra w okolicę 1 kHz. Harmoniczne 50 Hz powinny być już na akceptowalnym poziomie. Filtr Notch - ok, ale co z harmonicznymi 50 Hz?
  • #6 12195547
    kspro
    Poziom 27  
    Z jakimi harmonicznymi? Przecież marnowak napisał, że chodzi o sinusoidę 50Hz obecną w promieniowaniu żarówek (a tak naprawdę to chyba 100Hz), więc myślę, że jakieś pomiary czy obserwacje wykonał. Ponadto ewentualne wyższe harmoniczne powinny być mocno tłumione przez bezwładność cieplną włókna żarówki.
  • #7 12229718
    marnowak
    Poziom 15  
    He!
    W zasadzie to faktycznie 100 Hz.
    Jakoś nie mogę sobie tego zobrazować, czemu 100 Hz, a nie 50 Hz.
    Rozumiem, że przy 50 Hz światło świeci z częstotliwością 100 Hz, ale nie rozumiem, czemu obserwuję sinusoidę 100 Hz zamiast przebiegu 100 Hz o dodatnich połówkach.

    Mógłbyś te zjawisko wyjaśnić dokładniej.


    Ps. Filtr oczywiście trochę różniczkuje. Przy bezpośredniej transmisji raczej należałoby stosować w tym wypadku kodowanie unipolarne RZ, bądź wzorować się na pilotach podczerwieni i wysłanie przebiegu to "1" logiczna, brak- "0". Transmitując bezpośrednio bez tych metod istnieje ryzyko przekłamania bitów przy większej ilości "1". Filtr kładzie zbocza. Nie stanowi to problemu przy impulsach 5us, ale przy 50us (10 "1" pod rząd) to już może stanowić problem.
  • #8 12233171
    kspro
    Poziom 27  
    Składowa podstawowa w promieniowaniu żarówki ma 100Hz, bo promieniowanie włókna żarówki jest w jakiś tam sposób proporcjonalne do mocy chwilowej, a więc kwadratu napięcia, i wówczas mamy:
    sin²ωt = (cos2ωt - 1) / 2
    Składowa 50Hz znika, bo żarnik rozpala się i przygasa tak samo w dodatniej jak i w ujemnej połówce sinusoidy.

    Przy okazji, nie rozumiem dlaczego napisałeś: "Czyli na elementach LC- środkowozaporowy co najwyżej". Czy to jest konstatacja po przeczytaniu mojego wcześniejszego postu? Przecież proponowałem filtr typu "podwójne T" zbudowany tylko i wyłącznie na elementach RC.
  • #9 12233308
    marnowak
    Poziom 15  
    Tak, ale to nieistotne już. Układ zmontowałem z filtrem górnoprzepustowym. Przy odpowiednim kodowaniu będzie działał.
REKLAMA