Estrazione segnale

[Colonial54]

Salve a tutti

Mi ritrovo a gestire un segnale, praticamente un segnale ondulatorio con semionde abbastanza irregolari con una frequenza nell'ordine di una ventina di Hz, sovrapposto ad un altro segnale, anche lui variabile e pseudo sinusoidale di bassissima frequenza, all'atto pratico si potrebbe quasi assimilare ad un segnale alternato sovrapposto ad un segnale in continua;

La differenza tra le frequenze e' di circa 20 volte.

Anche l'ampiezza dei due segnali e' differente, con la parte lenta nell'ordine di un paio di volt massimi e quella veloce di un centinaio di mV o poco piu', prima della conversione.

Il segnale acquisito viene convertito da una scheda Plc A/D Siemens ed inviato a distanza per l'elaborazione, da una 1515 Siemens;

Ora avrei bisogno di estrarre il segnale veloce dall'insieme dei due segnali;

Se lavorassi in analogico basterebbe un buon condensatore ma a livelllo digitale come posso fare?

Nel forum ho trovato (da Livio), un filtro a media flottante che eliminerebbe la parte "veloce" ma questo e' esattamente l'inverso di cio' che mi servirebbe.

Modificato: 30 gennaio 2022 da Colonial54

[Livio Orsini]

Hai pratticamente 2 strade da percorrere

La prima, più semplice. Si fa in analogico con un filtro passa alto, magati qualche cosa di più di un solo condensatore. Poi se il segnale risultante è suffciente lo si converte co nla scheda A/D del PLC, altrimenti si fa precedere la conversione da un semplice stadio di amplificazione.

La seconda, concettualmente meno semplice ma di più facile realizzazione è la realizzazione di un filtro passa alto digitale col PLC. Viste le freqeunze in gioco non è molto complicato.

Non ho mai realizzato un passa alto con PLC, quindi non ti posso dare un programma pronto,però se ti interessa vedo di metterti qualche cosa in "C", o magari cerco di spiegarti il meccanismo da implementare.

[Colonial54]

Innanzitutto ringrazio per la risposta.

Mi e' arrivato un aggiornamento, tenete presente che chi gestisce il progetto si trova a Yuma, 800 Km da me.

Il progetto e' gestito da molte (troppe) mani e come quasi sempre, almeno agli inizi, una mano non sa quello che fanno le altre.

Tornando al problema, e' emerso che il segnale "lento" da eliminare, e' in realta' una specie di offset "modulato" che non passa mai dallo zero.

In questo momento non ho la piu' pallida idea di che cosa si tratti, so solo che il mio segnale sara' sovrapposto a questo offset.

Se Livio fosse cosi' gentile da postare come implementare un passa alto, anche solo come principio, sarei immensamente grato, anche se non saprei, ringraziamenti a parte, come sdebitarmi.

[Livio Orsini]

1 ora fa, Colonial54 ha scritto:

Se Livio fosse cosi' gentile da postare come implementare un passa alto, anche solo come principio, sarei immensamente grato, anche se non saprei, ringraziamenti a parte, come sdebitarmi.

 

Se hai un poco di pazienza (2 o 3 giorni) ti preparo qualche cosa.

In quanto a sdebitarti non c'è nessun debito. Sul forum si risponde per passione e per condividere le conoscenze. L'unico modo per "sdebitarsi" è dare seguito alla richiesta pubblicando risultati e soluzione.

[Livio Orsini]

Ho fatto una prima analisi veloce del problema.

C'è un primo collo di bottiglia: il tempo di conversione dello A/D del PLC. Da questo dipende la frequenza massima che puoi acquisire.

Dovresti verificare quante conversioni al secondo puoi fare con il tuo PLC; questa quantità dipende dal tempo di conversione del canale A/D e dal tempo di scansione. Tanto per fare un esempio se rtiesci ad campionare un segnale ad 1ms puoi acquisire segnali aventi frequenza massima di 500Hz, se si tratta di segnali sinusoidali. Per segnali di forma differente la freqeunza si abbassa; ad esempio per un sgnale quadro, siamo a <125Hz

[Colonial54]

La frequenza massima non dovrebbe superare i 20-25Hz, qualla dell'offset non oltre alcuni Hz.

Esiste un modulo (probabilmento caro) da 10 microsecondi.

Come frequenza direi che ci siamo.

[Livio Orsini]

11 ore fa, Colonial54 ha scritto:

La frequenza massima non dovrebbe superare i 20-25Hz,

 

Però dipende dalla forma d'onda; ipotizzando che sia sinusoidale basterebbe campionare a 20ms. Una conversione ogni 20 ms è alla portata delleschede A/D normali (almeno credo perchè sono anni che uso più il PLC).

Sempre in prima apprissimazione dovrebbero bastare 3 passi.

Fare un passa alto numerico, nella sua versione più semplice, equivalente al condensatore a cui hai fatto riferimento nel primo messaggio, equivale ad un derivativo.

In pratica fai una conversione e memorizzi il risultato, al successivo campionamento e converione sottrai il valore memorizzato, dal valore convertito, sostituisci al valore memorizzato quello che hai appena convertito. Il risultato della sottrazione è il segnale filtrato.

Se applichi questo semplice algoritmo ad una sinusoide, ottieni una cosinusoide di medesima frequenza ed ampiezza.

Se lo applichi ad un segnale triangolare ottieni un'onda rettangolare, però essendo campionato, la base ela sommità potrebbero essere irregolari; applicandolo ad un segnale quadro o rettangolare, ottieni degli impulsi corrispondenti ai fronti, sempre epr effetto della campionatura gli impulsi saranno di larghezza differente. Queste irregolarità dipendono dal rapporto tra la frequenza di campionamento e qeulla del segnale; maggiore è il rapporto minori sono le possibili irregolarità.

 

Quesgto è il più semplice passa alto numerico.

Con un poco di calma vedrò di metterti a disposizione uno schema a blocchi di un tre passi. Dato che sono molti anni che non faccio più simili lavori, mi ci vorrà un poco per riprendere le fila del ragionamento.

Nel frattempo, magari, ptotrebbe esserci anche qualcun altro che potrebbe suggerirti qualche altro metodo.

Modificato: 5 febbraio 2022 da Livio Orsini

[Colonial54]

Non sono sparito ma solo di viaggio.

Ti ringrazio per le preziose indicazioni, da venerdi (mi trovo in un paese musulmano) mi mettero al lavoro in hotel per vedere se riesco a capirci qualcosa.