¿Cómo decidir un circuito de filtro y una frecuencia de corte para mi aplicación?

Lo primero que se determina es el rango de frecuencia de interés. Esto se puede hacer mirando las hojas de datos que a veces listan el ancho de banda del sensor (en Hz). La mayoría de los sensores funcionan desde CC hasta una frecuencia más alta (pero no todos), lo mejor sería un filtro de paso bajo. Algunos sensores no funcionan en CC, estos están acoplados de forma capacitiva, en ese caso lo mejor sería un filtro de paso de banda o de paso alto.

Los filtros se usan generalmente para reducir el ancho de banda y seleccionar el ruido. Si hay una fuente de ruido en el rango de frecuencia de interés, algunas veces la señal del sensor se sacrifica y se filtra (como si tuviera un sensor que tuviera un rango de CC a 1 kHz, podría ser necesario tener un filtro de paso bajo solo por debajo de 60Hz para filtrar el ruido de la red de CA no deseado (o un filtro de muesca)).

La otra forma es preguntar "¿cuál es mi tasa de muestreo?" Si el ADC solo muestrea a 10Hz, no tiene sentido tener un polo de filtro por encima de 10Hz.

Dado que el sensor de gas no tiene un ancho de banda listado en la hoja de datos (o capacitancia o impedancia de la fuente) es difícil decir cuál es el ancho de banda. Pero esto se puede estimar a partir de este gráfico. Parece que la respuesta más rápida es de 5 segundos, que sería de 0.2Hz. Este es un sensor lento. Tal vez una buena frecuencia sería un LPF a 1Hz para los principiantes, o podría ir más rápido a 5Hz y ver si el sensor responde más rápido que esto, si no lo hace, el polo del filtro desciende.

Si está interconectando esto con un STM32, tenga en cuenta que la salida del sensor es de 4V máx. y el rango del ADC de STM32 es generalmente de 3,3 V, por lo que puede ser bueno tener una etapa de atenuación junto con un filtro.

Un filtro óptimo coincide con la respuesta de tiempo de la señal mientras rechaza el espectro de ruido sin agregar una latencia significativa.

Dado que el sensor funciona al colocar aproximadamente 1W regulado a una cierta temperatura en 4-5 segundos, podemos conocer el ancho de banda de 10 a 90% de tiempo de aumento, Tr = 0.35 / fof = 0.07 Hz

Quizás se debe investigar un LPF de 1Hz con una atenuación suficiente de 20dB / década por orden de filtro con error debido al ruido determinado por la sensibilidad de la señal y del ruido ambiental de la tensión de alimentación o campos acoplados reactivos inducidos cercanos. P.ej. ruido de encendido, ruido de volcado del embrague del A / C en Vbat