Filtrera bort "brus" / störningar

[gripner]

Håller på att läser lite data med en ADC, fungerar bra. Dock skulle jag vilja ha bort lite brus/störningar jag har
Se bild.

ADC:n får sin input från en INA128P via ett LPF skapat av ett 1K motstånd och en 0.1uF kondendsator. "enligt datablad"

Filtret tar dock ej bort mina störningar bevisligen

någon som har någon ide?

[Icecap]

Och bruset är spikarna eller 50Hz'en?

Om det är spikarna är ditt mätsätt av stor vikt, alltså hur du har placerat GND på proben så redogör för detta.
Hur ser din avkoppling av hela system ut?

[gripner]

Mätvärden fråm adcn är ej hely stabiöa. Tror inte det är spikarna då en spik är mycket högre eller lägre än det swinget adcn lämnar

så är nätbrummet jag primärt vill få bort

[Icecap]

OK, då hjälper ett RL lågpassfilter knappast när det har en Ft på ung. 1590Hz.

Du kan antingen klämma dit ett filter med en signifikant lägre Ft - eller du kan lösa det i mjukvaran.

Ett lämpligt filter har en Ft under 50Hz (kanske 10 Hz eller så) varför motståndet ska vara i storleken 10k och kondensatorn på 16µF eller mer.

Har du en rimlig snabb a/d-omvandling (Samples per Second, SPS) och kan fibbla med mjukvaran är det ett enklare alternativ att lösa det hela i mjukvara. Skapar du en liten buffer med t.ex. 50 mätningar (antal bestäms av SPS) och räknar + och - eftersom den fyllas och "rullas" kan du få en bra filtrering.

[gripner]

jag har varit lite "rädd" att använda en stor filter då jag kanske felaktigt antagit at den kommer göra läsningen "seg" vid ändringar. dvs öka värdet från tex 0.2V till 3V och sedan tillbaka till tex 0.4V så kommer kondensatorn ladda ur sig väldigt långsamt. dock kanske man inte har det problemet ?

Och så med ett stort värde på motståndet kommer man få olika stort spänningsfall i det beroende på spänningen man mäter ? förhoppningsvis linjär dock ?

Jag har testat lite i mjukvaran att göra allt mellan 10 och 100 mätningar under 0,1sek till 2sekunder och tagit medeltal, blir ingen större skillnad. dock lite "stabilare" blev det

jag kall prova med ett filter enligt förslag

[TomasL]

Det kanske vore dags med ett schema på det, annars är det inte särskilt lätt.

[Icecap]

Du kan inte filtrera bort låga frekvenser utan att det avspeglar sig i frekvensresponsen!

Vid att stoppa 50Hz från att blanda sig i signalen kan du däremot säkra en snabb respons.

Och ska du filtrera i mjukvaran måste du säkra dig att du inte mäter "fel" i förhållande till 50Hz, det ska ju vara ett medel. 100 mätningar under 1 sekund är strunt i detta fall, det ger två omvandlingar per helperiod. Klämma upp antal omvandlingar till kanske 500 per sekund och ta ett löpande medel över 20 mätningar, det borde ge en del.

[prototypen]

Och få veta hur snabba signalerna är, IceCap:s förslag har en tidskonstant på 160 ms

Protte

[Andax]

Beroende på hur din nyttosignal ser ut så kan man antigen filtrera på lite olika sätt. Är det bara nätbrum man vill få bort kan man t.ex. använda ett notch-filter som bara tar bort en smalt band kring 50 Hz. Då får man snabbare respons på förändringar än om man kör med ett rent lågpassfilter med gränsfrekvens under 50 Hz.
Problemet med dessa multiplikativa filter är att de dämpar eventuell nyttosignal lika mycket om den ligger kring 50 Hz.

Ett annat sätt att ta bort störningar är via subtraktion, dvs man har en modell över hur störningen ser ut och sedan drar man bort den från sin mätta signal för att återskapa sin nyttosignal utan störningen. Elektriskt sätt kan man göra det med t.ex. en differentiell ingång till ADC. Förhoppningsvis kommer störningen in lika mycket på både den positiva ingången som den negativa och tar ut varandra. Digitalt kan man göra mycket eftersom man kan skatta fram sin störning ur mätsignalen och sedan subtrahera bort den. Gör man det smart så kan man ta bort störningen utan att man försämrar frekvensgången kring 50 Hz som ett notch-filter gör.

[Icecap]

Men det absolut bästa sätt är att det inte kommer in 50Hz störningar i mätsignalen till att börja med!

Så lösningen kan vara allt från mer eller mindre avancerade filter i mjuk- eller hårdvara till att designa en mätförstärkare som inte påverkas av 50Hz.

[TomasL]

Men Det beror VÄLDIGT mycket på vilken typ av omvandlare det är och hur det hela är inkopplat.
Samt var kommer störningarna in, TS nämner att han har en OP-förstärkare i ett tidigare led, finns störningarna där också osv.
Frågan är fullständigt omöjlig att besvara utan schema och skop-bilder från olika intressanta ställen på på schemat.

[prototypen]

Men varför finns 50Hz där ÖHT. Går det inte att avskärma den??
Bättre att ta bort störningen än att blanda störningen med signalen och sedan vaska fram signalen.

Protte

[TomasL]

Tja, det kan ju vara mätfel, till exempel eller nått annat, utan schema mm går det inte svara på.

[gripner]

att det kommer in 50Hz brum är inte konstigt, och att hindra det blir svårt.

"original"-Signalen transporteras från töjningsgivare genom ca 1.5 meter kablar skärmade eller oskärmade testat båda ger mycket liten skillnad.
Signalen ligger på ca 0-20mV. Kablarna ligger dock under/inuti en aluminiumkonstruktion med 4mm gods som "skärm"
Den signalen förstärks upp av en ina128p till 0-5V. Givetvis ligger både 0V på insignalen och 0V på förstärkta signalen en bit ovan 0V av olika anledningar, spelar dock ingen roll. Töjningsgivaren har en "+" och "-" ut så passar perfekt att förstärka med en ina128, vet inte om man kan gå så långt som att säga att töjningsgivaren har en balanserad utsignal då den bör störas lika mycket på +" och "-" tåten.

Utsignalen från ina128p går till en ADC, kört både med en adc i en uC (16bitars) samt med en fristående ADC (16bitars) som pratar i2c med uC.
LPF ligger givet mellan ina128 utgång och adc ingång.

Matning görs via USB med en 470uF elyt och en parallell 1uF keramisk. Jag har även testat att köra all matning via 7805 samt en dyrgrip till labagregat, Ger ingen skillnad. Trodde att USB matning skulle vara extremt mycket sämre men icke då.

Spontant tror jag att det är kringvarande elektronik såsom datorer etc som stör. Även lampor/lysrör mm.

Jag tror inte att det är något fel på "designen" eller elektroniken, tror mer att det är en effekt av förstärkningen. 20mV till 5000mV, behövs sådan liten störning för att den skall bli "stor" bilden visar ju ett brus endast ca 10mV på en nettosignal som ligger på närmare 600-1000mV (har jag för mig det var)

jag funderar dock lite på att klippa matningen alldeles vid töjningsgivaren och lägga ett filter där oxå, bara för tests skull, alternativt en kondensator.
Skall oxå testa att mata med en 4.096V referensspänning. Bör dock ej vara någon skillnad alls då jag tror att brummet induceras någonstans snarare än läcker in via matning ?

[TomasL]

Fortfarande är det schema som gäller, med utmärkta punkter var du mätt, samt hur du mätt, dvs typ av prob, hur probens jord är inkopplad osv.

Som en reflexion, jag skulle nog inte valt en sådan uppställning, i dag det finns bättre sätt att mäta på trådtöjningsgivare (eller alla andra typer av differentiella givare med låga utsignaler), för mycket komponenter och för mycket felkällor.