Вычисление параметров синусоиды по отсчетам, снятых с АЦП

_DmZ_ · 08.10.2008, 11:20

Добрый день! Буду признателен, если подскажите направление, как можно реализовать следующую задачу. Синусоидальный сигнал заводится на АЦП микроконтроллера, требуется расчитать его частоту (период), амплитуду. До этого работал только с постоянными напряжениями и токами. Т.е. интересует конкретно алгоритм обработки оцифрованного массива. Без применения преобразования Фурье. Спасибо.

mike7815 · 08.10.2008, 12:12

"Без применения преобразования Фурье." Именно "преобразования Фурье" тут и напрашиваются.

Скажите какой диапазон частоты/амплитуды необходимо мерять, точность, количество выборок, частоту и разрядность АЦП.

julbu · 08.10.2008, 12:32

Ну амплитуда - это максимальное значение сигнала, думаю алгоритм поиска максимального значения в массиве обьяснять не нужно.
Частоту лучше (точнее) измерять модулем ССР (если PIC) в режиме захвата.

_DmZ_ · 08.10.2008, 12:53

Параметры все пока приблизительные, меня интересует именно идея алгоритма и математика. Частота 5-200 Гц, амплитуда 0-5 вольт. АЦП 12 разрядное. Просто увидел прибор, который показывает частоту и действующее значение синусоиды с точностью 0,5% без применения БПФ, только обработкой оцифрованного массива данных (200 отсчетов на период). Вот стало интересно применить такую математику для своих нарисовавшихся задач...

Сообщение от julbu

Ну амплитуда - это максимальное значение сигнала, думаю алгоритм поиска максимального значения в массиве обьяснять не нужно.

Дело в том, что оцифровывается синусоида с помехами. Поэтому прежде чем искать максимальное значение, наверное, надо сгладить полученные выборки, чтобы не было выбросов, которые ложно будут считаться максимальным значением. Вообщем, нюансов много, опыта нет, буду рад любым советам и идеям.

julbu · 08.10.2008, 13:16

Действующее значение считается так: http://www.microchip.ru/phorum/read....8#reply_109454
Там есть мое сообщение, где все расписано.

mike7815 · 08.10.2008, 14:09

Таак я что то не расслышал- длинна выборки и частота АЦП.

_DmZ_ · 08.10.2008, 14:16

Сообщение от julbu

Действующее значение считается так: http://www.microchip.ru/phorum/read....8#reply_109454
Там есть мое сообщение, где все расписано.

Почитал, но ничего нового для себя не узнал.

Как мерить напряжение, считать частоту таймерами мне известно. Я хочу обрабатывать отснятую синусоиду полностью математически без дополнительного определения момента перехода через ноль с помощью компараторов (резистора на вход МК в Вашем случаи).

_DmZ_ · 08.10.2008, 14:19

Сообщение от mike7815

Таак я что то не расслышал- длинна выборки и частота АЦП.

Я там скромно сообщал, что конкретно к параметрам не привязывался еще. Допустим 500 тыс отсчетов в секунду частота АЦП, берем 100-200 точек. Я гибкий...

julbu · 08.10.2008, 14:53

Сообщение от _DmZ_

Сообщение от julbu

Действующее значение считается так: http://www.microchip.ru/phorum/read....8#reply_109454
Там есть мое сообщение, где все расписано.

Почитал, но ничего нового для себя не узнал. :) Как мерить напряжение, считать частоту таймерами мне известно. Я хочу обрабатывать отснятую синусоиду полностью математически без дополнительного определения момента перехода через ноль с помощью компараторов (резистора на вход МК в Вашем случаи).

Ну вот, все знаете, а как математически определить переход через "ноль" нет.

mike7815 · 08.10.2008, 14:58

Количество выборок маленькое. А АЦП самое то. Очень даже хороший можно получить результат. И ни каких там компораторов и пр. не нужно, это все от лукавого.
1 к Вашей синусоиде надо добавить постоянную составляющую и подать на АЦП. Желательно предусмотреть переключение входа АЦП для периодического измерения этой постоянной составляющей(это и будет наш "ноль").
2 собственно математика -до безобразия проста. находим два перехода через ноль-между ними максимум следующий переход следующий максимум (по абсолютному значению) и т.д... усредняем- получили амплитуду.
т.к. частота выборок АЦП››частоты измеряемого сигнала, то для нахождения частоты оного надо найти период -просто посчитать количество выборок между двумя "нулями". Естественно выполнить это несколько раз и усреднить. ну и действующее значение наконец. Вычисления выполняем на интрервале кратном полу периоду(чем дольше- тем точнее), начиная с момента "перехода через ноль" тупо по формуле:

-- Прилагается рисунок: --