Ich muss einen einfachen Tiefpassfilter für eine Datenerfassungsschaltung implementieren (unter Verwendung von leitfähigem Stretchgewebe als Widerstandssensor). Verschiedene Quellen haben empfohlen, dass der beste Weg, dies zu tun, die Verwendung von Filterdesign-Software ist.
Ich habe noch kein Filterdesign-Tool (Rechner) gefunden, das mir gefällt. Die Online-Versionen, die ich gefunden habe, waren fehlerhaft/anstößig. Die beste Lösung wäre eine mit einer netten GUI, die mit Mac OS X funktioniert. Alternativ könnte eine Unix/Linux-Lösung funktionieren. Windows ist für mich ein No-Go.
Ich habe diese Liste gefunden: http://www.circuitsage.com/filter.html
BEARBEITEN: Ich verwende dieses webbasierte gerade, speziell für aktive Filter (die besser für Sensoren geeignet sind, da sie bei niedrigen Frequenzen stabiler sind).
MATLAB ist ein ziemlich guter Ausgangspunkt für Filtersimulation und -design. Es gibt eine Filterdesign-Toolbox, die ziemlich nützlich ist. Es ist jedoch mit Kosten verbunden.
Für Sensoranwendungen sind Butterworth - Filter im Allgemeinen besser, da sie ein maximal flaches Durchlassband haben (auf Kosten von Phasengang und Flankensteilheit). Das bedeutet, dass Ihre Signalamplitude im gesamten Frequenzbereich flach ist.
Vermeiden Sie die Implementierung eines aktiven Filters mit Sallen-Key- Topologie, es ist sehr schwierig, alle Komponenten aufeinander abzustimmen und eine gute Genauigkeit beizubehalten. Versuchen Sie, eine Monte-Carlo-Simulation auf einer Sallen-Key-Schaltung durchzuführen, um ein besseres Verständnis zu erhalten.
Filter mit geschalteten Kondensatoren eignen sich gut für steile Flanken und sind in Butterworth-Filtern erhältlich. Diese benötigen einen einzelnen Pol vor und nach ihnen, um ein Aliasing aufgrund des Taktsignals des Schaltens zu entfernen, das irgendwo zwischen 50 und 100 mal größer als Ihre Abschaltung auftritt.
Verwenden Sie alternativ einen einfachen einpoligen RC-Filter (aktiv oder passiv) und speisen Sie ihn in einen ADC mit höherer Geschwindigkeit ein. Anschließend können Sie die digitale Signalverarbeitung auf einer eingebetteten Plattform oder einem PC verwenden, um eine Dezimierung und Analyse durchzuführen. Dadurch werden Kosten und Komplexität von analogen Komponenten auf Software- und Verarbeitungsanforderungen verlagert.
Am wichtigsten - stellen Sie sicher, dass Sie die Nyquist-Kriterien einhalten und dass Sie mit mindestens der doppelten höchsten Frequenz abtasten. In der Praxis bedeutet dies, dass Sie mit dem Vier- bis Zehnfachen Ihrer höchsten Frequenz abtasten, um eine Filterabsenkung weit unter Ihrer ADC-Auflösung zu ermöglichen zum Nyquist-Kurs.
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Hängt davon ab, was Sie unter "einfachem Tiefpassfilter" verstehen und wozu Sie die Software benötigen. Wenn Sie nur die -3-dB-Frequenz für einen LC-Filter wollen:
Analog Devices hat einen Filterassistenten:
Es entwirft Sallen Key-, Multiple Feedback-, State Variable- und Biquad-Aktivfilter. Die Dämpfung eines Tiefpassfilters beträgt etwa 12 dB pro Oktave pro Stufe 2. Ordnung (Puffer zwischen den Stufen).
Nibot