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Filtro passa basso su segnale campionato

teoria dei segnali, elaborazione, trasformate Z, Fourier, segnali caratterizzati da processi e variabli aleatorie, stimatori, DSP

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[1] Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto UtenteJAndrea » 15 dic 2017, 19:44

Ciao a tutti,
Come da titolo vorrei effettuare il trattamento con un filtro passa basso su un segnale a me disponibile solo in forma campionata.
Nello specifico si tratta delle forme d'onda di tensione e corrente rilevate nei pressi di un azionamento, che presentano una non trascurabile componente AF.
Devo per forza utilizzare la serie a tempo discreto di Fourier fino alla componente armonica di mio interesse e poi troncare lo sviluppo?
Esistono altri metodi?
Per capire di cosa stiamo parlando.
F0006TEK.png
F0006TEK.png (6.26 KiB) Osservato 2099 volte

Ovviamente dispongo anche del file csv con i valori, è quello il segnale a tempo discreto.
Grazie mille.
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[2] Re: Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto Utentefairyvilje » 15 dic 2017, 20:02

La cosa più semplice che mi viene in mente è di fare una FFT sul tuo segnale campionato, ed appunto imponi una threshold sopra una certa frequenza. A quel punto antitrasformi.
Non sei costretto a fare così ma penso sia la cosa più sensata.
Potresti fare una convoluzione discreta nel tempo con il nucleo convolutivo di un filtro passa basso a scelta. Prestazionalmente dimenticati O(n log(n)) e ricadi in O(n^2).
Puoi simulare in frequenza il comportamento di un filtro con una selettività meno alta, ma perché dovresti?
Cosa avevi in mente di fare altrimenti?
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[3] Re: Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto UtenteJAndrea » 15 dic 2017, 20:16

Si, la mia idea era calcolare i coefficienti delle varie componenti armoniche a tempo discreto fino ad un certo ordine e poi ricreare il segnale come somma di questi contributi armonici.
In passato avevo usato un mio script ad Hoc, ma ora ho trovato quest'esauriente esempio.
https://it.mathworks.com/help/matlab/ref/fft.html
Grazie, dopo cena provo.
Una sola domanda, quello che loro indicano con L (numero campioni totali) può essere un numero qualunque? Non sono necessarie particolari condizioni verso la frequenza del segnale?
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[4] Re: Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto Utentefairyvilje » 15 dic 2017, 20:23

Certo. Perché tanto per calcolare la dft in modo da essere limitata nel numero di frequenze e discreta, il segnale iniziale viene reso periodico. Quindi non importa quanti campioni avrai, la fft agirà sempre su un segnale periodico con in teoria infiniti campioni :mrgreen: .
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[5] Re: Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto Utentefairyvilje » 15 dic 2017, 20:28

Aspetta forse ho frainteso il senso di L, perché non ho guardato la pagina di matlab. Appena ho un attimo guardo e ti dico in base a cosa mi rappresenta in questo caso :D .
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[6] Re: Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 15 dic 2017, 20:33

Forse fornisco una risposta che non è utile, non ho capito bene il problema.
E' per un apparato sperimentale o un esercizio teorico ?

Quanto ti hanno suggerito mi pare sia corretto, ma forse basta qualcosa di meno performante, ma più semplice.

L'immagine che posti è di un oscilloscopio, quindi sono segnali analogici prima della conversione.
La frequenza indicata di 33.32 Hz si riferisce all'onda quadra ? sono 33 Hz o 33 kHz ?
Un filtro passa basso a RC per pulire il segnale prima della conversione sarebbe la cosa più semplice ?

Il filtro digitale ti serve in real time, o in tempo differito per delle elaborazioni ?
Se ti basta un filtro ricorsivo del primo ordine allore basta un algoritmo del tipo
E = I-U
U = U + E*K
con K = tempo campionamento / Costante di tempo
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[7] Re: Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 15 dic 2017, 21:09

Si puo` fare un filtro nel dominio della frequenza, ma mi sa che ci si complica la vita con i vari artefatti della FFT. Meglio un filtro FIR o IIR nel dominio del tempo, come suggeriva Foto UtenteMarcoD.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[8] Re: Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto UtenteJAndrea » 15 dic 2017, 21:44

Si tratta effettivamente di un apparato sperimentale, ma ahimè la misura è quella già acquisita e presente in foto, difficilmente potrei ripetere con l'inserzione di un filtro. Speravo quindi una soluzione numerica per pulire un po' i grafici che poi inserirò nella relazione. La sinusoide in giallo ha effettivamente una frequenza di circa 33 Hz.
L'onda quadra ha invece frequenza ben superiore, poiché è la tensione modulata in PWM dall'inverter.
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[9] Re: Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto UtenteJAndrea » 15 dic 2017, 23:23

Ho appena provato con il ricorso ad FFT, il risultato non sembra male.
Se voi aveste qualche documentazione sulle soluzioni proposte ve ne sarei grato. FIR ed IIR so che fanno riferimento alla risposta impulsiva del sistema,, ma sono concetti che non ho mai avuto modo di approfondire.
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[10] Re: Filtro passa basso su segnale campionato

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 16 dic 2017, 9:53

MarcoD ha scritto:filtro ricorsivo del primo ordine allore basta un algoritmo del tipo
E = I-U
U = U + E*K
con K = tempo campionamento / Costante di tempo

Premetto che 'sta roba non la ho studiata e vado con un empirismo pazzesco.
Mi spieghereste se il filtro suddetto è IIR o FIR?
La mia idea sarebbe che l'uscita non torna mai esattamente a zero perché la moltiplicazione digitale E*K con K<1 al di sotto di un certo valore viene azzerata.. c'entra nulla?
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