关于信号处理的问题，求大神解答一下啊~

登录 · 发表于 2020-4-7 23:02

现在只有一组数据见附件，横坐标是时间，纵坐标是电势，存在噪声和不等为电势，能通过软件仿真处理（滤波放大什么）这组数据么，最后处理后的数据是要输入到单片机（STM32）进行采集。求大神解答，这个要怎么仿真呢

发表于 2020-4-7 23:55

STM32 可以用DSP库里面的FIR滤波器库，用matlab 产生20个数值系数，matlab 缩放到16位整型

#define  DSP_ASM
#include "fir.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "stdio.h"
#include "ADC.h"
#include "math.h"
#include "dsp_asm.h"
#include <stdlib.h>
#include "stm32_dsp.h"

int32_t fir_out[Counter_point]; /*filter output vector*/

//typedef struct {    //DSP库中的定义
//  uint16_t *h;    //滤波器系数数组指针
//  uint32_t nh;    //系数长度
//} COEFS;

//fir_16by16_stm32( Data_Out,  Data_In, &fir_coefs, Out_Number);/*performs the FIR filtering*/

//第一个参数为输入数组，
//第二个参数为输出数组，
//第三个参数为系数结构体指针，
//第四个参数为输出数组中数的个数。

//1.系数个数必须是 4 的倍数，输出数组中元素的个数必须为 4 的倍数。
//2.输入和系数为16位，输出数据为32位
//3.输入数组中数组元素的个数 N = 系数个数 + 输出数据的个数 - 1 .

//测试：
//输入数组  DATA_In[]={0,1,2,3,4,5,6} //7个
//系数矩阵 hx[]={111,212,201,212}    //4个
//经过计算输出的数据应该为
// 3×212+2×201+1×212+0×111 = 1250
// 4×212+3×201+2×212+1×111 = 1986
// 5×212+4×201+3×212+2×111 = 2722
// 6×212+5×201+4×212+3×111 = 3458 //4个

//  (输出数据 >>15) 为原16位数值大小

//窗函数法
//低通
//采样率 2048
//通带截止频率 15Hz
//窗类型:kaiser
//长度 20
//Beta 0.5
//Matlab-》uint16_t
//*/

const uint16_t  coeffici_15HZ[20]={
            1543, 1573, 1599, 1623, 1643, 1660, 1674, 1684, 1691,
   1694, 1694, 1691, 1684, 1674, 1660, 1643, 1623, 1599,
   1573, 1543
            };

发表于 2020-4-8 08:52

雪山飞狐D 发表于 2020-4-7 23:55
STM32 可以用DSP库里面的FIR滤波器库，用matlab 产生20个数值系数，matlab 缩放到16位整型

#define DSP_A ...

原谅我还看不懂

，这一串程序什么意思啊,,,,真小白..

，我是想做一个仿真再做一个实物的电路出来

登录 · 发表于 2020-4-8 09:10

zwx1777 发表于 2020-4-8 08:52
原谅我还看不懂，这一串程序什么意思啊,,,,真小白..，我是想做一个仿真再做一个实物的 ...

你这个excel的数据，是取交流信号，还是直流信号？

发表于 2020-4-8 09:21

叶春勇发表于 2020-4-8 09:10
你这个excel的数据，是取交流信号，还是直流信号？

应该算是交流信号，一个随角度（时间变的时候角度也会变，符合余弦的那条线）变化的输出电压，因为测试时存在偏置电压，所以基准线不在原点了

发表于 2020-4-8 10:13

zwx1777 发表于 2020-4-8 09:21
应该算是交流信号，一个随角度（时间变的时候角度也会变，符合余弦的那条线）变化的输出电压，因为测试时 ...

优化的程序看不懂，可以使用浮点数。把原理搞懂再说，这些整数运算是在浮点数运算基础上的优化算法。
目前你是要搞懂程序，优化部分，看懂浮点运算程序再说。

发表于 2020-4-8 10:28

叶春勇发表于 2020-4-8 10:13
优化的程序看不懂，可以使用浮点数。把原理搞懂再说，这些整数运算是在浮点数运算基础上的优化算法。
目 ...

这是哪方面的知识啊，我要怎么入手啊，这个仿真的话是用什么软件呢

发表于 2020-4-8 10:55

zwx1777 发表于 2020-4-8 10:28
这是哪方面的知识啊，我要怎么入手啊，这个仿真的话是用什么软件呢 ...

仿真软件，excel就可以了，你的系数才20阶

发表于 2020-4-8 11:06

叶春勇发表于 2020-4-8 10:55
仿真软件，excel就可以了，你的系数才20阶

ang，我又查了下资料，因为我这个采集的数据是一个传感器的输出信号，现在输出的为一个交流波形，想要做一个电路转换为方波，最后要做出一个实物，然后输出进单片机计数。因为还算小白现在还不懂这个信号处理电路的是怎么做，不知道怎么入手

发表于 2020-4-8 11:07

自顶，感谢小喇叭的推荐。
又查了下资料，因为我这个采集的数据是一个传感器的输出信号，现在输出的为一个交流波形，想要做一个电路转换为方波，最后要做出一个实物，然后输出进单片机计数。因为还算小白现在还不懂这个信号处理电路的是怎么做，不知道怎么入手

登录 · 发表于 2020-4-8 11:08

zwx1777 发表于 2020-4-8 10:28
这是哪方面的知识啊，我要怎么入手啊，这个仿真的话是用什么软件呢 ...

复制

<font style="background-color: rgb(255, 255, 255);">const int BL = 20;

const uint16_T B[20] = {

     1543,   1573,   1599,   1623,   1643,   1660,   1674,   1684,   1691,

     1694,   1694,   1691,   1684,   1674,   1660,   1643,   1623,   1599,

     1573,   1543

};</font>

你这个的确是matlab生成的，一模一样的。

发表于 2020-4-8 11:12

叶春勇发表于 2020-4-8 11:08
你这个的确是matlab生成的，一模一样的。

额，matlab生成的数据？不会的，我亲手测出来的

登录 · 发表于 2020-4-8 11:21

zwx1777 发表于 2020-4-8 11:12
额，matlab生成的数据？不会的，我亲手测出来的

把你第二列的信号fft一下，除了直流，还有这个频率f= Fs*15/8192 这个信号比较强

发表于 2020-4-8 11:23

叶春勇发表于 2020-4-8 11:21
把你第二列的信号fft一下，除了直流，还有这个频率f= Fs*15/8192 这个信号比较强

...

是啊，有一个是电机的一个转速频率..其他就是噪声和直流信号

发表于 2020-4-8 11:29

zwx1777 发表于 2020-4-8 11:23
是啊，有一个是电机的一个转速频率..其他就是噪声和直流信号

你这个电机转速是可变的吗，还是检测堵转？

发表于 2020-4-8 11:33

叶春勇发表于 2020-4-8 11:29
你这个电机转速是可变的吗，还是检测堵转？

可变的，但是这个数据是定速。

发表于 2020-4-8 11:54

zwx1777 发表于 2020-4-8 11:33
可变的，但是这个数据是定速。

如果用matlab，
第一步，把xls文件导入matlab。

复制

xls=xlsread('d:\ZWX1023-20mA.xlsx')

第二步，把第二列提取出来。

复制

data=xls(:,2)

第三步，DFT分析

复制

V=abs(FFT(data))

分析V，和采样率，确定型号频率。通过做试验分析最低转速和最高转速，确定频率范围。
不过我认为高通就可以了。

发表于 2020-4-8 12:17

本帖最后由雪山飞狐D 于 2020-4-8 12:38 编辑

zwx1777 发表于 2020-4-8 08:52
原谅我还看不懂，这一串程序什么意思啊,,,,真小白..，我是想做一个仿真再做一个实物的 ...

　我已经注释得很详细了，就是FIR库，其实就是底层汇编优化的卷积，你只管输入和输出还有滤波器系数，滤波器系数用ｍａｔｌａｂ　的滤波器工具箱生成，昨晚１２点发不了后面的函数，

输入ADC值是
ADC_ConvertedValueTab［］ADC点数取１０２４＋２０－１点

最终结果是１０２４点
ｆｉｒ［ｏｕｔ］

　　　　　　　　　COEFS fir= {(uint16_t * )coeffici_15HZ,20}; //初始化滤波器系数,选择滤波器组

                              fir_16by16_stm32(fir_out, (void *)ADC_ConvertedValueTab, &fir, Counter_point);

                                             for(i=0;i<Counter_point;i++)
                                 {

                                 fir_out=(fir_out>>15);    //恢复原值范围

                                 }
　
如果你要检测电机转速，可能还需要做FFT，用STM３２的FFT库

发表于 2020-4-8 13:11

雪山飞狐D 发表于 2020-4-8 12:17
　我已经注释得很详细了，就是FIR库，其实就是底层汇编优化的卷积，你只管输入和输出还有滤波器系数，滤 ...

那如果是想要仿真后做一个实际电路出来呢

发表于 2020-4-8 13:12

叶春勇发表于 2020-4-8 11:54
如果用matlab，
第一步，把xls文件导入matlab。

频谱分析已经做了，想做一个电路处理这个数据

关于信号处理的问题，求大神解答一下啊~

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