Frecuencia de muestreo ADC - Filtrado de ruido

Tiene una frecuencia de muestreo de 200 Hz (1/5 ms). Pero no ha indicado el tiempo de respuesta necesario para la salida del filtro. Para encontrar la respuesta a esta pregunta, pregúntese cuán lenta puede ser la respuesta antes de que le plantee un problema. Es decir. Si este es el nivel de combustible y la temperatura de un automóvil, entonces un minuto es un buen tiempo de respuesta. Pero si esta es una medida interna de una cámara de combustible para un motor de mini turbina, entonces incluso una segunda demora puede causarle problemas. No me es posible determinarlo. (Ok, la turbina es un ejemplo descabellado y casi inútil, no podría pensar en ejemplos mejores en los que un retraso en la región de un segundo pueda causar problemas).

Debe filtrar la señal analógica con un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte (frecuencia de -3 dB) inferior a la frecuencia de Nyquist. Lo mismo con la frecuencia de corte en el filtro digital. Mantendría la frecuencia de corte del filtrado analógico lo más cerca posible de la frecuencia de Nyquist. De esa manera, usted es libre de alterar las características del filtro a su gusto alterando solo el filtro digital.

El otro criterio de diseño para el filtro analógico es la profundidad de muestreo (en bits) del ADC. La atenuación de las señales por encima de la frecuencia de Nyquist debe ser mayor que la relación S / N del ADC. Es decir. ADC de 8 bits, aproximadamente 7 S / N de bit - > más de 42 dB de atenuación en la frecuencia de Nyquist para evitar el aliasing.

Frecuencia de muestreo de 200 Hz - > Nyquist freq = 100 Hz. Frecuencia de corte de paso bajo analógica < 100 Hz. Suponiendo 8 bits como en mi ejemplo anterior: Amortiguamiento a 100 Hz > 42 dB

Filtro analógico sugerido: 2. filtro de orden (40 dB / década). Frecuencia de filtro < 8.8 Hz.

Y para el filtro digital, puede filtrar tanto como desee siempre que tenga en mente el tiempo de respuesta necesario.

Puede muestrearlos de 2 a 20 veces por segundo y luego calcular una media móvil en un segundo. su tiempo de respuesta será de aproximadamente un segundo y no debería haber ruido si sus dispositivos electrónicos son incluso razonablemente remotos.

A menos que tenga alguna microturbina interesante y desee medir el consumo de combustible preciso, es probable que no necesite una respuesta muy rápida de sus filtros o ADC si sus sensores solo responden de 1 a 10 Hz.

EDITAR:
Si tiene o cree que tendrá un ruido eléctrico no aleatorio mucho mayor que 5 veces la resolución que realmente necesita (no lo que se puede calcular), puede obtener beneficios al agregar un filtro analógico. La frecuencia de corte debe ser aproximadamente la mitad de su frecuencia de muestreo.

Sin embargo, cualquier filtro de paso bajo por encima de la frecuencia de respuesta deseada sería un beneficio, aunque el filtro de promedio digital ya es un filtro de paso bajo que puede eliminar muchas fuentes de ruido aleatorias. Si tiene ruido cerca de algún múltiplo de la frecuencia de muestreo, entonces el ruido de alias puede causar una señal de batido en la salida que no está realmente allí, un filtro de extremo frontal analógico minimizaría este riesgo.