Inversa de filtro de paso bajo

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Una señal de una medición se filtra con un filtro de paso bajo analógico de segundo orden.
La señal original que consiste en la suma de dos exponenciales (una amplitud positiva y la otra amplitud negativa) cambia ligeramente su forma.
Dado que la información de los parámetros importantes solo se puede extraer de la señal no filtrada, me gustaría deshacer el filtrado digitalmente. Soy consciente de que no es posible obtener el ancho de banda original completo, pero ¿podría teóricamente aumentar el ancho de banda? El numerador de la función de transferencia del filtro es 1, mientras que el denominador es un polinomio de segundo orden.

Añadido:

Mi objetivo es determinar los valores de un pase bajo de RC (aplicación de ciencias de la vida).
Se aplica un pulso de voltaje al filtro de paso bajo.
La corriente que surge (que es mono-exponencial y contiene la información de los valores de R, C en su constante de tiempo) se convierte en una tensión (con un convertidor I-V). Luego, la señal se filtra con un paso bajo con un filtro Bessel de segundo orden.
La frecuencia de muestreo del sistema es de 20 kHz, mientras que la frecuencia de corte del filtro es de 3 kHz.
Los algoritmos de ajuste se utilizan para cancelar el ruido en la salida.
Mi objetivo es obtener el mono-exponencial para cualquier señal de salida.

Añadido: Este es el circuito real que deseo analizar.

Me gustaría obtener la entrada de corriente en el amperímetro para cualquier voltaje de salida. Por supuesto, en esta simulación no hay ruido. Antes de aplicar el método al sistema real, me gustaría que funcione para la simulación. He estado usando la caja de herramientas de identificación del sistema MATLAB para estimar la función de transferencia. Al aplicar la función de transferencia inversa a la salida, debería poder recuperar la entrada actual original.

    
pregunta luis

2 respuestas

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En el caso silencioso, cualquier atenuación de la señal puede revertirse, implementando el filtro inverso.

En el caso ruidoso (es decir, en el mundo real), estará limitado por la relación señal / ruido. Si su pequeña señal ha sido muy atenuada, entonces su señal recuperada será más ruidosa que si no hubiera tenido ninguna operación de filtrado.

    
respondido por el Neil_UK
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Si conoce la función de transferencia real del filtro, entonces pase la señal a través de un amplificador con un filtro con una función de transferencia equivalente al filtro original en la ruta de retroalimentación negativa 'debería' devolver la señal original, sujeto a cualquier no idealidad Encontrado en el camino.

Si sabe cuáles son las no idealidades en el sistema original, entonces si puede modelarlas, también puede aplicarlas inversamente en la parte superior. Algunos serán imposibles, por ejemplo, el ruido aleatorio es aleatorio (natch) y no se puede deshacer sistemáticamente.

Para obtener más que un consejo general, deberá describir su requisito general y no solo revelar partes que considere importantes a la vez que escatime cosas que pueden ser valiosas. por ejemplo, la declaración
"... Dado que la información de los parámetros importantes solo se puede extraer de la señal no filtrada, me gustaría deshacer el filtrado ..."
PUEDE ser cierto pero es sospechoso. Puede ser que agregar una transformación a su proceso de extracción sea un enfoque más correcto que "restaurar" la señal PERO, ya que no sabemos lo que está haciendo, no podemos asesorarlo adecuadamente.

Necesitamos saber cuáles fueron los procesos que se utilizaron para transformar la señal de entrada en la señal actual. Como 'The Phton' señala acertadamente en un comentario a esta respuesta, el procesamiento pudo haberse aplicado a la señal que causó una pérdida irrecuperable. Si desea una respuesta de calidad, debe mejorar la igualdad de su pregunta, especialmente en términos de señal y descripción del sistema y qué información considera que se ha perdido.

Digital o analógicamente no es un problema principal. Puede haber efectos de segundo orden introducidos por la tecnología utilizada, pero son incidentales a la tarea propiamente dicha.

Sobre la base de la información revelada paso a paso adicional:

¿Cuál es la duración del pulso?
¿Cuál es la constante de tiempo RC mínima y máxima permitida?
¿Está cargada la entrada o salida del filtro y, en caso afirmativo, con qué?
¿Cómo se implementa el filtro (sistemas analógicos, turbinas de vapor, ...?)
¿Por qué usaron un filtro de Bessel?
¿Qué se supone que debe hacer el filtro?
¿Por qué usar un evaluador de I > V que medir V en una carga coincidente?
¿Por qué no resistir la tentación de ser misterioso y darnos un diagrama con TODAS las cosas pertinentes? (* -ALL!)

En lugar de la muerte por 1000 mini cuestionarios y los factlets que revelan progresivamente se acercan tanto a nuestros seres queridos, ¿por qué no nos dicen TODO lo que hay que saber?

SI (como usted dice) las muestras del sistema a 20 kHz, esperaría que el diseñador asumiera un absoluto absoluto absoluto máximo de componente de 10 kHz y, con suerte, menos.
A 20 kHz fclk / 2 = 10 kHz máx. El corte del filtro Bessel está a menos de 2 octavas por debajo de fmax (10 kHz / 3,2 KHz < (2 x 2)), por lo tanto, el desplazamiento a 3 dB / polo / octava es < 2 octavas x 3 dB x 2 polos = 12 dB hacia abajo o aproximadamente el 25% de los componentes de 10 kHz todavía estarán allí. Bessel es muy suave en las características de la banda de parada. Al colocar una función de transferencia de Bessel equivalente en la ruta de retroalimentación negativa de un opamp, tiene una posibilidad razonable de obtener un facsímil medio decente de la señal de entrada. ... - Russell McMahon hace 18 segundos editar

| Sus algoritmos de ajuste [tm] necesitan ser definidos, y como no tenemos ninguna pista, eso significa que no tenemos ninguna pista sobre lo que implica la definición. Si lo sabes, entonces decirnos es probablemente una idea REALMENTE buena. Si está procesando el resultado en el software, entonces hacer lo anterior en el software probablemente tenga sentido. Puede haber razones para que esto no sea así, pero si es así, no nos lo ha dicho.

    
respondido por el Russell McMahon

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