Как выделить полезный сигнал из шума

07.06.2012, 16:29

Добрый день.

Имеется источник полезного сигнала — 500-700Гц амплитудой 20-25мВ. Так же имеется источник шума 35 — 2300Гц(по спекртальному анализу сигнала), амплитуда не известна, но этот шум наводится извне на провода/датчик. Как можно отфильтровать шум и получить чистый сигнал?

На сколько я правильно понимаю, надо копать в сторону дифференциального усилителя. Подать на один вход сигнал+шум и вычесть, подав на второй вход только шум. Натолкнули на мысль про 3 ОУ. Сначала двумя ОУ усилить сигнал+шум и шум, потом третьим дифференцировать. Коэффициент советовали 5. По логике это должно работать, но так ли это? и может кто подскажет какую связку ОУ использовать и как в данной ситуации?

Так же с удовольствием приму помощь в разработке данной схемы от хорошего специалиста за вознаграждение.

07.06.2012, 16:57

Сообщение от mr.acid

Как можно отфильтровать шум и получить чистый сигнал?

А заэкранировать низзя?

07.06.2012, 21:26

Сообщение от mr.acid

допустим сигнал — это меандр обычный на 500Гц. Так вот нам важно «расстояние» между всплесками меандра. Ну моим языком важна задержка между единицами. А амплитуда сигнала не важна(ну относительно конечно же, сигнал от 10 до 25мВ в среднем)

«Какой вопрос — такие и ответы.» (С)
Пока вы не определитесь с соотношением сигнал/шум — вы с места не сдвинетесь…
При таком низком уровне сигнала и длинных проводах… усиливать/нормализовать сигнал нужно непосредственно возле датчика… и тогда, может быть, вас спасёт обычный компаратор???

07.06.2012, 21:36

Сообщение от mr.acid

допустим сигнал — это меандр обычный на 500Гц.

Ааа, дак сигнал — с двумя состояниями? Нужно отловить фронты прямоугольных импульсов?
Нууу тогда еще проще — на входе логика с широким гистерезисом — формирователи Шмита. Твои помехи будут отсечены. Конечно, если амплитуда помех не выше гистерезиса входа. Да, сигнал должен быть предварительно усилен до амплитуды входной логики.
Ну а если амплитуда помехи выше амплитуды сигнала, то ето уж по части программистов-криптографов. Шифрование передачей сигнала с амплитудой меньшей, чем амплитуда помехи.

st__1 , да мне не жалко, лишь бы крутился движок

07.06.2012, 22:13

Сообщение от st__1

Пока вы не определитесь с соотношением сигнал/шум — вы с места не сдвинетесь…

Именно. Измерьте напряжение с датчика при наличии полезного сигнала и без него. Если разница незначительна, то задача вряд ли решаема. В идеальном случае Вы сможете вычитанием уменьшить помеху раз в 10, но при этом фронты полезного сигнала все равно будут зашумлены. Вопрос в том, с какой точностью нужно определять положение фронтов. Ну а вычитание — это просто. Наберите в поиске «дифференциальный усилитель». ОУ при данных частотах подойдет любой универсальный. Но для точного вычитания сигналы помехи с рабочего датчика и с датчика помехи должны совпадать с точностью до фазы (до единиц градусов). Можно это сделать или нет — решайте сами.

07.06.2012, 22:51

Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Москва, 1988.
с 419-432. Гл.16.2 Оптимальная линейная фильтрация сигналов известной формы.

гл.16.3 Реализация согласованных фильтров.
(с) Все уже украдено (простите, придумано) до нас

07.06.2012, 23:03

Сообщение от michvl

Если разница незначительна, то задача вряд ли решаема

Че это не решаема? Очень даже решаема, для случая, когда нужно выделить фронты импульсов. Конечно, лишь в том случае, когда эти фронты достаточно короткие.
Ставим фильтр 2-го порядка и решаем — вот на скрине моделирование ситуации, когда соотношение шум/сигнал около 40 дБ, то есть, когда помеха превышает полезный сигнал на 40 дБ.
Помеха — от 30 до 3кГц, полезный сигнал 500 Гц, с фронтами длительностью 10 мкс.
Фильтры более высокого порядка смогут быделить сигнал с более длинными фронтами.

07.06.2012, 16:29
Частый гость Регистрация: 04.06.2012 Сообщений: 29 Сказал спасибо: 0 Сказали Спасибо 4 раз(а) в 4 сообщении(ях)	Выделение полезного сигнала из шума. Как? Добрый день. Имеется источник полезного сигнала — 500-700Гц амплитудой 20-25мВ. Так же имеется источник шума 35 — 2300Гц(по спекртальному анализу сигнала), амплитуда не известна, но этот шум наводится извне на провода/датчик. Как можно отфильтровать шум и получить чистый сигнал? На сколько я правильно понимаю, надо копать в сторону дифференциального усилителя. Подать на один вход сигнал+шум и вычесть, подав на второй вход только шум. Натолкнули на мысль про 3 ОУ. Сначала двумя ОУ усилить сигнал+шум и шум, потом третьим дифференцировать. Коэффициент советовали 5. По логике это должно работать, но так ли это? и может кто подскажет какую связку ОУ использовать и как в данной ситуации? Так же с удовольствием приму помощь в разработке данной схемы от хорошего специалиста за вознаграждение.

07.06.2012, 22:51
Гражданин KAZUS.RU Регистрация: 04.07.2007 Адрес: Львов Сообщений: 674 Сказал спасибо: 150 Сказали Спасибо 332 раз(а) в 199 сообщении(ях)	Re: Выделение полезного сигнала из шума. как? Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Москва, 1988. с 419-432. Гл.16.2 Оптимальная линейная фильтрация сигналов известной формы. гл.16.3 Реализация согласованных фильтров. (с) Все уже украдено (простите, придумано) до нас