求教：波形的FFT与低通滤波截至频率。。。

XIVN1987

如下图所示，是我通过ADC采集热敏电阻分压得到的电压值值：



从图上可知，信号中存在较多的干扰，所以需要一个低通滤波器进行，，可是我该把低通滤波器的截至频率设为多少呢？？？

为了知道信号的频谱，我参考网上的一个Python脚本对上面的波形进行了FFT，求的的频谱分布如下所示：




但是，我不知道这种方法是不是可行，，如果可行的话，那低通滤波器的截至频率是不是应该设为10Hz左右啊？？？如果这种方法不可行，那要怎样确定低通滤波器的截止频率呢？？？


还有，最上面那个波形到底可不可以用FFT进行频谱分析啊？？？

NemoGu

滤波前分析信号的频谱是必然的
而且Matlab做FFT很简单
不过从给出的频谱看 10Hz左右信号强度比起低频信号(0Hz)附近的非常弱啊

gzhuli

FFT点数明显不够啊。

eduhf_123

对楼主的这种情况，用频谱分析法已经不使用了。

假设使用简单一阶RC低通滤波器：
我们知道其对阶跃输入的响应为O(t)=1-e^(-t/τ)，误差为E(t)=e^(-t/τ)，式中τ=R*C，为电路的时间常数。
如果系统要求在5秒内采集到与实际值误差在5%以内的数据，那么：
e^(-5/τ)<0.05
两边同时取倒数得：
e^(5/τ)>20
两边取对数得：
5/τ>ln(20)≈3
即：
R*C=τ < 5/3≈1.667

XIVN1987

gzhuli 发表于 2012-4-26 17:36
FFT点数明显不够啊。

您具体指什么“明显不够”？？？我不太懂。。。

你是想要下面这样子吗？？？




忘了说了：我的ADC采样频率是100Hz，

XIVN1987

eduhf_123 发表于 2012-4-26 17:49
对楼主的这种情况，用频谱分析法已经不使用了。

假设使用简单一阶RC低通滤波器：

谢谢指教，，，
这个我不太懂，我先研究研究。。。

eduhf_123

按照上述方法取参数，则：
f。= 1/(2*π*R*C) ≈ 0.1Hz、

值得注意的是，此时RC滤波电路中的R取值在百KΩ量级，无法驱动ADC，需要再加一级缓冲。

XIVN1987

eduhf_123 发表于 2012-4-26 17:59
按照上述方法取参数，则：
f。= 1/(2*π*R*C) ≈ 0.1Hz、

谢谢，0.1Hz截止频率的话，那好像真的跟FFT的方法确定的频率不太一样了，，


您能具体讲解一下，为什么针对这种情况FFT已经不适用了吗？？？

gzhuli

直流分量太大了，去掉再出曲线看看。
初步看5Hz附近有一个小峰，截止频率多少就要看滤波器特性了。
4楼是按1阶RC低通来算的，截止点当然低了，既然你都ADC采回来了，最理想的当然是DSP处理了。

wear778899

既然都 matlab 了  直接用 matlab  做一个数字滤波 套到程序里就好

XIVN1987

wear778899 发表于 2012-4-26 21:47
既然都 matlab 了  直接用 matlab  做一个数字滤波 套到程序里就好

程序中的数字滤波当然是不可或缺的，但是对输入信号在进入ADC之前进行适当的硬件滤波也是必要的吧。。。

loohoo0302

ADC采集看：主信号不是周期函数用FFT效果不明显，干扰比主信号频率高很多
最简单的滤波算法：采集256点总和再移8位，之后总和－ADC0+ADC256
总和=总和－ADC(N)+ADC(N+256)
A(N)=(总和)>>8
计算可以达到很快速度

gzhuli

XIVN1987 发表于 2012-4-26 22:09
程序中的数字滤波当然是不可或缺的，但是对输入信号在进入ADC之前进行适当的硬件滤波也是必要的吧。。。 ...

只要干扰信号不超出ADC量程范围，可以不需要额外的硬件滤波。
移动平均法就是最简单的FIR滤波器，而且相位特性是线性的，没有过冲，特别适合这种阶跃信号。

无级电工

随便搞个滑动平均就会改善很多。