Parece que el sensor puede tener una relación señal / ruido insuficiente en el rango de frecuencia de las señales válidas. También tiene un problema secundario porque la señal del sensor de 1 a 2 mV es demasiado pequeña para el rango de 0 a 3 V A / D. Eso se puede resolver con amplificación.

Parece que su período de señal es un poco más de 20 s. No es un seno, por lo que algunos contenidos armónicos parecen ser importantes. No ha especificado los requisitos de tiempo de respuesta o rango de frecuencia, pero digamos que cualquier cosa que supere los 2 Hz es ruido.

Dado que 2 Hz es muy lento para cualquier microcontrolador, puede usar un filtro de paso bajo analógico aproximado, muestrear mucho más rápido de lo que necesita los datos, luego el filtro de paso bajo en el firmware.

Por ejemplo, supongamos que puede muestrear a 10 kHz. Eso es 100 µs por muestra, que es mucho tiempo incluso para micros pequeños y baratos. Dos polos de filtrado de paso bajo de R-C a 500 Hz no importarán en absoluto a la señal, sino que aplastarán las señales por encima del límite de aliasing de 5 kHz. Por ejemplo:

Los dos polos en realidad son nominalmente a 480 Hz con estos valores de pieza. Este filtro iría entre el sensor y el amplificador que controla la entrada A / D. Su propósito no es hacer que la señal filtrada final, sino solo garantizar que no haya un alias cuando la señal se muestrea a 10 kHz.

En el micro, ejecuta un filtro de paso bajo que aplasta las frecuencias por encima de 2 Hz. Este filtro digital puede ser más complicado si es necesario y no sufrirá tolerancias de partes analógicas. Comenzaría con dos polos de filtrado de paso bajo a 2 Hz.

De su gráfico no está claro qué relación señal-ruido obtendrá de esta manera, pero intente eso y vea. Si reduce sustancialmente las frecuencias más allá de la señal válida y aún no tiene suficiente relación señal / ruido, entonces necesita un mejor sensor o necesita reducir los requisitos de ancho de banda.

Usando Signal Chain Explorer, con numerosos agresores de Efield y Hfield activos en el modo Gargoyles, con LPF a 159Hz antes de la ganancia de una etapa, y 1.59Hz después de esa etapa de ganancia, vemos 8.8 bits ENOB / 55dB SNR. Note que la frecuencia de interés de FOI es 10Hz; esto debería ser 2Hz o 1Hz. (También, haga clic en el modelo de interconexión de E / C para que las EFI / HFI tengan objetivos para sus campos).

AquíestánlosagresoresactivosdeEfieldyHfield.

ReducirelFOI(arribaaladerecha)a1Hzproduce69.6dBSNR

¿CómopodemosconfiarenlasprediccionesdeSignalChainExplorerconrespectoalainterferencia?ExamineestediagramadelatrazadePCB:14mmdelargo,1.5mmsobreelplano,1mmdeancho.LaparejadeagresoresHfieldenelLoop:14mm*1.5mm;LosagresoresdeEfieldsejuntaneneláreaderastreo:14mm*1mm.Sinembargo,lasmatemáticasdeEfielddebentenerencuentaelcomportamientodeHighPassFilterdelainyeccióndecargacapacitiva,utilizandolasimpedanciasdelosnodosvulnerables.

Su señal tiene demasiado ruido para ser útil.

Observé una señal media que podría ser un LPF de alto orden y aunque existe una correlación en algunos ciclos, no en todos los ciclos. Los resultados son casi sin sentido para la detección de la posición.
Sugiero que hay algunos problemas que pueden mejorarse enormemente con mucha más información sobre los detalles.

Sugerencias

1. Proporcione detalles sobre diseño, sensor, cableado, diseño y fuentes de EMI para mejorar la reducción de EMI. Esto incluye el ruido radiado y el ruido conducido.
2. Las mejoras necesarias pueden ir desde mayor ganancia en el sensor, proteger, equilibrar y filtrar tanto la fuente de ruido como la señal del sensor y los resultados promediados.
3. Tenga en cuenta que el ruido del motor es probable y el ruido ADC en Fadc = 3MHz reduce la precisión en las ARM de 12 bits a < 9 bits sin modo silencioso, etc. por lo que 1 mV es una señal demasiado baja

Hay muchas herramientas de diseño de filtros gratuitas si sabes lo que necesitas. Esto debe ser definido primero.

- gain
- Passband (PB) freq. ( eg 1Hz or 10Hz)
- PB ripple ( <1dB)
- Stopband (SB) freq. ( eg  10 Hz or 100 Hz)
- SB reject @ above f (-40dB ) 2nd order is 40dB /decade

por ejemplo, libre de TI Las mayúsculas grandes pueden reducirse en 100 mientras que R aumenta x100, por lo que si usa OA de riel a riel con capacidad de carga de 10 K, no necesita valores más bajos. También use 1M ~ 10M máximo dependiendo del desplazamiento de polarización. Este no es un diseño final, solo un punto de partida. Si usa una fuente única de 0 ~ 3V, use Vcc / 2 como referencia de tierra con resistencias y tapa.

Necesitas un amplificador. Su señal es tan baja que el ADC está teniendo problemas para leer. Esa podría ser la razón por la que solo parece ruido. O es porque estás sin protección. Debe usar un cable coaxial blindado y tal vez un cable balanceado a un amplificador de + 40dB. Un simple circuito de amplificador operacional estaría bien, pero podría obtener resultados significativamente mejores si considera la impedancia de la fuente del sensor y selecciona una parte que coincida con esa impedancia y posiblemente en las frecuencias correctas. Si publica un enlace a una hoja de datos para el sensor, obtendrá mejores respuestas.