Выделение полезного сигнала из шума. Как?

[VladimirIvan]

Что то я не верю в невозможность экранировки.

[_guardianangel]

Что то я не верю в невозможность экранировки.

Если в рабочей зоне имеется полезный сигнал в виде магнитного поля плюс помеха в виде магнитного поля - на индуктивном датчике сумма наведенных ЭДС.

[VladimirIvan]

Слишком мало информации. Тип датчика, место установки, предполагаемый источник помех и его локализация. Какая информация снимается, частота, фаза, период?
Возможно там сам объект создает помеху, тогда это тема для диссертации по обработке сигналов.

[Bumbarra]

Вообще, эффективным методом борьбы с помехами и наводками извне считается дифференциальная передача сигнала - по двум сигнальным проводам и третьему общему. На передатчике - дифференциальный каскад, постороенный на двух ОУ (второй ОУ - инвертирующий, с единичным усилением). На приемнике - один дифференциальный ОУ.
Но это применимо в том случае, если помеха наводится на передающие провода.
Если помеха подмешивается к полезному сигналу еще на этапе преобразования (в датчике), то...
Ширина спектра помехи в твоем случае выше, чем ширина спектра полезного сигнала. Следовательно, какие-либо частотные фильтры помех тут полностью исключаются. Хотя, конечно можно выделить фильтром частотный диапазон, содержащий только спектр полезного сигнала. Но он так и остнется зашумленным в этом частотном диапазоне. Просто спектр сингала будет сужен. Хотя, это неплохая идея, возможно, даже и существенно улучшающая последующее вычитание.

На сколько я правильно понимаю, надо копать в сторону дифференциального усилителя. Подать на один вход сигнал+шум и вычесть, подав на второй вход только шум.

Абсолютно верно. Это называется вычитанием профиля шума и этот метод широко применяется.
Дифференциальный каскад ОУ будет подавлять синфазную составляющую сигнала, поданного на дифференциальные входы. Грубо говоря, то, что на обоих входах одинаковое, будет подавлено (на сколько-то там децибелл). Разница будет выведена на выход. то есть, полезный сигнал.

Но как получить только профиль шума? Можно попытаться использовать второй такой же датчик, но улавливающий ТОЛЬКО шум, без полезного сигнала. Только вот амплитуда шума в полезном сигнале должна быть равна амплитуде шума, подаваемого с другого датчика. Да и спектральный состав должен быть одинаковым. В случае чего, спектральный состав подправить фильтром. Экспериментально подстроить это можно, по получаемому результату.


Если нет возможности установить второй датчик, то придется выделять профиль шума в промежутке "молчания" датчика. То есть, фиксиковать каким либо образом некоторый временной отрезок, затем воспроизводить его на дифференциальный каскад для вычитания из сигнала.

Ты конечно умолчал о том, что там за датчики, где установлены и что снимают.
Поэтому, метод выбирай уж сам.

Применение цифровых методов обработки - нууу сам метод вычитания профиля шума из зашумленного сигнала так и останется, просто реализовываться это будет оооочнь непросто, на DSP. Тут уже можно будет и фиксировать моменты "молчания" датчика и снимать профиль шума, затем использовать его для вычитания.

Если всё это не устраивает или не дает результатов, следует получше изучить возможност датчиков и изоляции их от посторонних шумов. Подчас гораздо легче механически изолировать датчик от помех еще до преобразования, чем потом химичить с электроникой.

Но если у тебя вся эта штука работает не в реальном времени, а нужен анализ уже записанного сигнл+шум (и отдельно записть шума), то..
Задача решится "как два пальца об асфльт" Та же самая технология вычитния профиля шума. Загоняем сигналы в комп, в звуковой файл с расширением wav. Скачиваем звуковой редактор типа Steinberg WaveLab или Adobe Audition (в аудишене уже есть встроенный плагин шумоподавителя). Скачиваем плагин Waves Z-Noise и... вычитаем Вобщем, если как раз такой случай - напиши, расскажу, как делается.

[mr.acid]

Мдя остаётся только цифра, но она тоже задержку дает. Можно по пробывать применить 2 датчика - один в рабочей зоне, второй где ни будь не подалёку. Тогда будем иметь 2 сигнала - 1 полезный сигнал плюс шум, 2 - примерно такой же шум. И на вычитающем каскаде вычитать из 1 сигнала 2. Но это эксперементировать нужно. А относительно чего (какого сигнала) важны фазовые сдвиги?

Так я в первом посте вроде бы как раз эту идею и описал, что есть такая возможность получить два источника. Шум и сигнал+шум, только не понимаю я честно говоря в ОУ, пытался обыграть эту ситуацию в Протеусе с генераторами сигнала и осциллографом - не получилось.

[mr.acid]

Носителем информации у полезного сигнала что является (амплитуда, частота, фаза...)?

Носителем информации является фаза сигнала.

[gsn]

Носителем информации является фаза сигнала.

А амплитуда?
А фаза по отношению к чему?
А Допплеровский сдвиг?

[mr.acid]

Вообще, эффективным методом борьбы с помехами и наводками извне считается дифференциальная передача сигнала - по двум сигнальным проводам и третьему общему. На передатчике - дифференциальный каскад, постороенный на двух ОУ (второй ОУ - инвертирующий, с единичным усилением). На приемнике - один дифференциальный ОУ.
Но это применимо в том случае, если помеха наводится на передающие провода.
Если помеха подмешивается к полезному сигналу еще на этапе преобразования (в датчике), то...
Ширина спектра помехи в твоем случае выше, чем ширина спектра полезного сигнала. Следовательно, какие-либо частотные фильтры помех тут полностью исключаются. Хотя, конечно можно выделить фильтром частотный диапазон, содержащий только спектр полезного сигнала. Но он так и остнется зашумленным в этом частотном диапазоне. Просто спектр сингала будет сужен. Хотя, это неплохая идея, возможно, даже и существенно улучшающая последующее вычитание.

Абсолютно верно. Это называется вычитанием профиля шума и этот метод широко применяется.
Дифференциальный каскад ОУ будет подавлять синфазную составляющую сигнала, поданного на дифференциальные входы. Грубо говоря, то, что на обоих входах одинаковое, будет подавлено (на сколько-то там децибелл). Разница будет выведена на выход. то есть, полезный сигнал.

Но как получить только профиль шума? Можно попытаться использовать второй такой же датчик, но улавливающий ТОЛЬКО шум, без полезного сигнала. Только вот амплитуда шума в полезном сигнале должна быть равна амплитуде шума, подаваемого с другого датчика. Да и спектральный состав должен быть одинаковым. В случае чего, спектральный состав подправить фильтром. Экспериментально подстроить это можно, по получаемому результату.


Если нет возможности установить второй датчик, то придется выделять профиль шума в промежутке "молчания" датчика. То есть, фиксиковать каким либо образом некоторый временной отрезок, затем воспроизводить его на дифференциальный каскад для вычитания из сигнала.

Ты конечно умолчал о том, что там за датчики, где установлены и что снимают.
Поэтому, метод выбирай уж сам.

Применение цифровых методов обработки - нууу сам метод вычитания профиля шума из зашумленного сигнала так и останется, просто реализовываться это будет оооочнь непросто, на DSP. Тут уже можно будет и фиксировать моменты "молчания" датчика и снимать профиль шума, затем использовать его для вычитания.

Если всё это не устраивает или не дает результатов, следует получше изучить возможност датчиков и изоляции их от посторонних шумов. Подчас гораздо легче механически изолировать датчик от помех еще до преобразования, чем потом химичить с электроникой.

Но если у тебя вся эта штука работает не в реальном времени, а нужен анализ уже записанного сигнл+шум (и отдельно записть шума), то..
Задача решится "как два пальца об асфльт" Та же самая технология вычитния профиля шума. Загоняем сигналы в комп, в звуковой файл с расширением wav. Скачиваем звуковой редактор типа Steinberg WaveLab или Adobe Audition (в аудишене уже есть встроенный плагин шумоподавителя). Скачиваем плагин Waves Z-Noise и... вычитаем Вобщем, если как раз такой случай - напиши, расскажу, как делается.

Спасибо за столь расширенный ответ, я теперь понял что иду в нужном направлении. Не могли бы помочь с ОУ частью?

Суть такая: есть на входе сигнал+шум, могу(99,9%) получить на втором входе шум такой же спектральной составляющей и амлитуды. На данный момент я не сильно понимаю как включать правильно 3 этих ОУ и какие подобрать(высокочастотные? прецизионные? вопрос в стоимости не стоит! важно качество и результат). Пробовал смоделировать ситуацию в протеусе, гугля как включать ОУ, на базе МСР6021 - не вышло... но я пробовал только 1 ОУ крутить.

[mr.acid]

А амплитуда?
А фаза по отношению к чему?
А Допплеровский сдвиг?

Извините, я чуть выше писал что я в аналоге туговат ))) я программер под 386 архитектуру, компы, и работал только с цифрой 0 1 )))
Могу сказать о сигнале как чайник так: допустим сигнал - это меандр обычный на 500Гц. Так вот нам важно "расстояние" между всплесками меандра. Ну моим языком важна задержка между единицами. А амплитуда сигнала не важна(ну относительно конечно же, сигнал от 10 до 25мВ в среднем)

[st__1]

Задача решится "как два пальца об асфльт" Та же самая технология вычитния профиля шума. Загоняем сигналы в комп, в звуковой файл с расширением wav. Скачиваем звуковой редактор типа Steinberg WaveLab или Adobe Audition (в аудишене уже есть встроенный плагин шумоподавителя). Скачиваем плагин Waves Z-Noise и... вычитаем Вобщем, если как раз такой случай - напиши, расскажу, как делается.

Не жадничай... ты лучше сразу ТСу чертежи вечного двигателя выложи...