Stap 9: Analoge filter fase
Na het doen van enkele tests op het systeem, kwam ik tot de conclusie dat het geluidsniveau hoger dan het signaalniveau is. Met behulp van alleen de versterking en de filter van de software zou een klein deel van het lawaai slechts uitgesneden, maar het zou ook uitknippen sommige nuttige gegevens.
De oplossing voor dit probleem is het gebruik van een analoge filter voordat de PGA. Zoals we in de vorige stappen zagen, twee filters moeten worden toegepast, een 50Hz bandstop filter voor het lawaai van het lichtnet, en een 250Hz lowpass filter voor de hoge frequentie ruis (en anti-aliasing).
Het Bandstop filter ontwerp:
Een tweede bestelling bandstop filter is ontworpen op basis van de overdrachtsfunctie van de filter Hbs = H0 (s ^ 2 + w ^ 2) / (s ^ 2 + (w/Q) s + w ^ 2), w = 2 * pi * fc en Q = fc/(fb), waar fc de frequentie van het centrum is, fb is de breedte van de stopband, H0 is de winst.
Aangezien het doel van de filter te annuleren het lawaai, en niet de versterking, H0 = 1, fc = 50Hz, fb = 2Hz. Voor de uitvoering werd een gemodificeerde Bainter-topologie gebruikt, zoals in de tweede afbeelding. De Bainter-topologie heeft het voordeel van de overeenkomende onafhankelijkheid (de Q factor van het filter alleen afhankelijk van de winst, niet de weerstand tegen de Sallen-toets matching).
Het Lowpass filter ontwerp:
A weer bestellen lowpass filter is ontworpen met twee tweede orde filter fasen: Hlp = H0 * w ^ 2 / (s ^ 2 + 2 * e * w * s + w ^ 2), w = 2 * pi * fc, waar fc is de grensfrequentie en e is de dempingsgraad. Ik heb een filter met H0 gekozen = 1, fc = 250Hz, e = 1-parameters. Het gekozen filtertype was de meerdere feedback topologie (MFT). De MFT LP filter is de voorkeur, omdat het heeft hoge Q factor en smalle pass-band ten opzichte van de topologie Sallen-sleutel. Het enige nadeel zou het omgekeerde output signaal, maar ik gebruikte 2 etappes, dus dit geen probleem was.
Een rondlopende sinusgolf ingang werd gebruikt voor het testen van het algehele gedrag van het filter (laatste foto).
