Neden hemen aşağı örneklemek için belirli bir frekansta örneklemelisiniz?

Bu soru iyi sorulmamışsa özür dilerim. Aşağıdakileri iddia eden bir makale okuyorum:

Manyetometre vektörleri 100 Hz'de örneklenir. Dedektör, sinyal parazitini gidermek ve akıllı saatte canlı işlem için gerekli hesaplamayı azaltmak için vektörleri 10 Hz'e kadar filtreler ve indirir.

Benim sorularım: eğer örnekleme frekansının 10Hz olmasını isteseler, neden başlangıçta sadece 10Hz'de örneklemiyorlardı?

örnekleme frekansının 10Hz olmasını istiyorlarsa, neden başlangıçta sadece 10Hz'de örneklemiyorlardı?

Yumuşatmayı önlemek için , örneklemeden önce sinyalin düşük geçişli filtrelenmesi gerekir. Analog sinyalde Fs / 2'nin üzerinde hiçbir frekans olmamalıdır (veya gerçekçi olarak, gürültüye gömülecek kadar veya istenen özellikleri karşılayacak kadar düşük bir seviyeye kadar zayıflatılmalıdır).

Fs = 10Hz'de örnek alıyorsanız ve 4Hz sinyalleri almak istiyorsanız, filtrenizin bunlara izin vermesi gerekir, ancak 5Hz'in üzerinde güçlü zayıflama sağlaması gerekir, bu nedenle geçiş bandında düz bir aktarım işlevine, ardından dik bir düşüşe ihtiyaç duyar kesim frekansından sonra.

Bu üst düzey filtrelerin analog alanda uygulanması zor ve pahalıdır, ancak dijital alanda yapılması çok kolaydır. Dijital filtreler de çok hassastır, kesme frekansı örneğin kapasitörlerin toleransına bağlı değildir.

Bu nedenle, düşük dereceli bir analog düşük geçiş kullanmak, büyük bir faktörle aşırı örneklemek, daha sonra gerçekte istediğiniz son örnek oranına alt örneklemek için keskin bir dijital filtre kullanmak çok daha ucuzdur.

Aynı dijital donanım birkaç kanal için de kullanılabilir. Bu düşük örnekleme frekansında, hesaplama gücü gereksinimleri çok düşüktür ve modern bir mikrodenetleyici birçok dijital filtreleme kanalını çok ucuz bir fiyata kolayca uygulayacaktır.

Manyetometre kelimesinden bahsettiniz. Bu kapsamı biraz genişletir.

Tanıdık olmayanlar için manyetometreler manyetik akıyı ölçer ve akıya göre oransal bir çıkış voltajı / sinyali oluşturur.

Ayrıca, etrafındaki herhangi bir elektrik kablosundan yayılan manyetik enerji nedeniyle yüksek miktarda istenmeyen "elektrik enerjisi" tespit edersiniz.

Aslında, 50hz varlığında doğrudan 10hz'de örnekleme, tam olarak 10hz olmayacağınız için sizi çıldırtabilir ve birkaç saniye boyunca yavaş bir DC kaymasının neye benzediğini göreceksiniz.

100hz, bu istenmeyen sinyali gerçekte görmek istediğiniz şeyden çıkarmaya yardımcı olur. Bu, 60hz ABD'de 50hz bulunan yerler için tipiktir.

Bazı ülkelerde manyetometreler kullanıyorsanız, 100hz / 10hz çok iyi çalışmıyor; bu pazarlar için farklı bir model bulabilirsiniz.

Kenar yumuşatma / filtreleme vb. İle ilgili cevaplar hala doğrudur; bu sizin kullanım durumunuz için daha spesifiktir.

Hemen örnek almazlar. Onlar "filtre ve aşağı örnek". Muhtemelen filtre, düşük örneklemeli sinyalde oluşabilecek takma adları ortadan kaldıran düşük geçişlidir. Filtreleme ayrıca, azaltılmış (10 Sps) sinyaldeki örnek değerlerin her birinin belirlenmesine katkıda bulunmak için 100 Sps örneğinin birkaçından gelen bilgileri kullanarak gürültüyü azaltabilir.

Çeşitli hızlı (sinyale kıyasla) gürültü kaynaklarının okumaları etkileyebileceği birçok durum vardır. Başka bir örnek, yavaş ölçümler alan bir fotodiyottur. Bulunduğunuz yere bağlı olarak 50/60/100 / 120Hz titreşimli ortak ışık kaynaklarının titremesini kolayca alabilir ve muhtemelen yüksek frekanslı LED / floresan ışık titremesini bile alabilir.

Bazı durumlarda, girişte düşük geçişli bir filtre kullanabilirsiniz, ancak yazılımdaki filtrelemeyi optimize etmek genellikle daha basittir (örneğin , n'nin kullanıcı tarafından yapılandırılabildiği , örneğin aşırı örnekleme ve bazı örnek n sayısının ortalaması ).

Örnekleme hızının düşürülmesi, yerleştirme süresini (zorunlu olarak) (doğrusal olarak) artırmaz, bu nedenle giriş sinyalini anlık olarak çekersiniz. Aslında, örneğin MCP3002'de , yerleştirme süresi, örnekleme oranına değil, başka nedenlerle ayarlanabilen SPI saat hızına dayanır (bu mantıklıdır: cihaz örnekleme hızını bilmez, sadece örneklemenin istendiği gerçeği, ancak veri sayfası rakamları örnekleme hızından ayarlanan saat hızını kullanır). Cihaz performansı saat hızına göre ayarlandıysa ve minimum saat hızı performans için istediğinizden daha yüksekse, daha hızlı okuyabilirsiniz ve ortalama alma ucuzdur.

Aşırı örnekleme, SAR ADC ile örtüşme filtresini ve geçici yanıtı kolaylaştırırken, decimation ile ortalama alma, yazılımdaki kök n örneklerinin gürültüsünü azaltır. Eğer entegre bir IDC AD mevcutsa, bu bir adımda yapılabilir.