Dobre oprogramowanie do projektowania filtrów dla Mac OS X / Unix?

11

Muszę wdrożyć prosty filtr dolnoprzepustowy dla obwodu akwizycji danych (używając rozciągliwej tkaniny przewodzącej jako czujnika rezystancyjnego). Różne źródła zalecają, że najlepszym sposobem na to jest użycie oprogramowania do projektowania filtrów.

Nie znalazłem jeszcze narzędzia do projektowania filtrów (kalkulatora), które mi się podobają. Internetowe, które znalazłem, były błędne / wstrętne. Najlepszym rozwiązaniem byłoby fajne GUI współpracujące z Mac OS X. Alternatywnie mogłoby działać rozwiązanie Unix / Linux. Windows jest dla mnie nie do przyjęcia.

Znalazłem tę listę: http://www.circuitsage.com/filter.html

EDYCJA: Obecnie używam tego opartego na sieci , szczególnie do filtrów aktywnych (które są bardziej odpowiednie dla czujników, ponieważ są bardziej stabilne przy niskich częstotliwościach).

msutherl
źródło
Powinieneś wyjaśnić, czy jesteś zainteresowany projektowaniem filtrów cyfrowych czy filtrów analogowych ; a dla filtrów analogowych aktywne lub pasywne.
nibot

Odpowiedzi:

6

MATLAB to całkiem dobre miejsce do rozpoczęcia symulacji filtrów i projektowania. Istnieje przybornik do projektowania filtrów, który jest bardzo przydatny. Jednak wiąże się to z pewnym kosztem.

Do zastosowań z czujnikami filtry Butterwortha są na ogół lepsze, ponieważ mają maksymalne płaskie pasmo przepustowe (kosztem odpowiedzi fazowej i zejścia). Oznacza to, że amplituda sygnału będzie płaska w całym zakresie częstotliwości.

Unikaj wdrażania aktywnego filtra topologii Sallen-Key , bardzo trudno jest dopasować wszystkie komponenty i zachować dobrą dokładność, spróbuj wykonać symulację Monte Carlo na obwodzie Sallen-Key, aby uzyskać lepsze zrozumienie.

Przełączane filtry kondensatorów nadają się do stromego zwijania i są dostępne w filtrach Butterworth. Potrzebują one jednego bieguna przed i po nim, aby usunąć aliasing ze względu na sygnał zegarowy przełączania, który występuje gdziekolwiek od 50 do 100 razy większy niż wartość odcięcia.

Alternatywnie użyj prostego jednobiegunowego filtra RC (aktywnego lub pasywnego) i podaj do szybszego ADC, a następnie możesz użyć cyfrowego przetwarzania sygnału na wbudowanej platformie lub komputerze, aby przeprowadzić dziesiątkowanie i analizę. To przesuwa koszt i złożoność z komponentów analogowych na wymagania dotyczące oprogramowania i przetwarzania.

Co najważniejsze - upewnij się, że spełniasz kryteria Nyquista i że próbkujesz co najmniej dwa razy najwyższą częstotliwość, w praktyce oznacza to próbkowanie cztery - 10 razy najwyższą częstotliwość, aby umożliwić zejście filtra znacznie poniżej poziomu rozdzielczości ADC według stawki Nyquista.

smashtastic
źródło
4
SciPy może robić wiele takich samych rzeczy jak MATLAB, ale za darmo. scipy.org/doc/api_docs/SciPy.signal.filter_design.html Istnieje również więcej bezpośrednich klonów, takich jak Octave i FreeMat, ale nie wiem, czy mają wbudowane wszystkie elementy projektowania filtrów.
endolith
Mam kopię MATLAB - sprawdzi to, choć nie jestem pewien, czy daje schematy elektryczne.
taras
3
nie dostaniesz schematów elektrycznych do lub z Matlaba. Masz kilka opcji, jedną z nich jest zestaw narzędzi do projektowania filtrów, który pozwala bezpośrednio modelować filtry lub wykonać transformację Laplace'a obwodu i modelu oraz symulować za pomocą parametru laplace, a następnie przekształcić go z powrotem w schematy elektryczne. Matlab zamodeluje rzeczywiste wielomiany filtrów, a nie obwód, ponieważ filtry są odmienne i przechodzą przez kilka domen, w których tak jak obwody elektryczne. Mogą jednak realizować wielomiany filtrów!
smashtastic
jest też oktawa, która jest darmowa / open source i jest (przeważnie) kompatybilna z kodem Matlaba do projektowania filtrów: gnu.org/software/octave
Mark
5

Wypróbuj Scilab , jest on wyposażony w funkcje projektowania i symulacji filtrów FIR i IIR. Jest wolne! Istnieją wersje Linux i MAC.

Leon Heller
źródło
3

Zależy, co rozumiesz przez „prosty filtr dolnoprzepustowy” i od tego, czego potrzebujesz do oprogramowania. Jeśli chcesz tylko częstotliwość -3 dB dla filtra LC:

Kalkulator Google

Wolfram Alpha

endolit
źródło