Autor Tema: capacitor para filtrar ruido en la conversion  (Leído 9763 veces)

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Desconectado TREMENS

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capacitor para filtrar ruido en la conversion
« en: 13 de Noviembre de 2006, 12:19:44 »
He visto que al hacer una conversion analogica-digital usan un condensador de 100nf conectado de la entrada analogica del pic a masa. Se supone que filtra altas frecuencias. Exactamente que valores de frecuencoia filtra???como se calcula???

Ese filtrado tiene como funcion solo filtrar ruido, o es un filtro antialiasing, o son exactamente lo mismo estos dos tipos de filtro????

Deimos

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #1 en: 14 de Noviembre de 2006, 11:21:25 »
Hola tremens.

Primero, el filtro es pasabajos, osea que se come las componentes de alta frecuencia, pero es que el pic no trabaja a alta frecuencia hombre. Un pic trabaja normalmente a 100KHz de ADC y ya es muchisimo. El condensador está más que nada para eliminar rizados.

El filtro antialiasing es un procedimiento que se hace para poder reconstruir la señal muestreada. Así, si una señal va a 5Hz tu la tienes que leer a una frecuencia superior a 10Hz, tal y como te dice el teorema de nyquist:

fm > 2*fs

donde

fm: frecuencia de muestre
fs: frecuencia de señal original

El antialiasing es barrer la señal original a una frecuencia superior a dos veces la frecuencia de esta.

Utiliza el buscador del foro, ya que este es un tema que se ha tratado bastante.

Que te vaya bien!!! como dicen en argentina. Dews.
« Última modificación: 14 de Noviembre de 2006, 19:17:14 por Chaly29 »

Desconectado Chaly29

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #2 en: 14 de Noviembre de 2006, 19:22:29 »
Hola Deimos, me e tomado la libertad de medificar tu mensaje, para ser más exactos el final del mensaje donde decias:

Que te vaya ...... !!!

Esto es porque la palabra que habias utilizado en esa expresion no era muy buena, como se que tu intención era muy buena y solo querias desear suerte la e reemplazado sencillamente por "bien", ya que el bol.... es para definir a una persona tonta, idiota, de poco pensar, etc. o sea es una manera de despreciar a alguien y creo que esa no era tú intención.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

Deimos

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #3 en: 15 de Noviembre de 2006, 17:20:37 »
Ah bien bien. Mira es lo que tiene el castellano, me pasó con un compañero del trabajo, venezolano. Resulta que en venezuela la ropa de mecánico se le llama braga, cuando en españa una bragas son la ropa interior de una señora, a la ropa de mecanico se le llama mono. Y cosas miles por el estilo. En italiano a la mantequilla se le llama burro, y al burro asno jajajaja en fin, no se si lo que puse estaba bien o mal pero bueno de todas formas gracias Chaly.

Ala pues, de aqui en adelante habrá que usar la lengua de Cervantes jajajaja

Dews.

Desconectado saracatunga

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #4 en: 15 de Noviembre de 2006, 18:06:25 »
Corrijanme si me equivoco. El aliasing es un efecto que se produce al muestrear y hace que altas frecuencias aparezcan como bajas distosionando lo que obtenemos como lectura.
Para eliminarlo se puede muestrear a una frecuencia alta(10 veces la max frec a mestrear)  ó de lo còntrario poner un filtro antialiasing que deje pasar frecuencias hasta la wmuestreo/2.


Corrjanme esto también : el hecho de tomar una frecuenia de muestreo de por lo menos 2 veces la max frec de la señal a digitalizar(nyquist) no elimina el aliasing (a menos que sea del orden de 10 veces mayor) sino que solo nos asegura que la cantidad de muestras es suficiente  para respetar luego de la digitalizacion la forma original de la señal(obviamente suponiendo que no existiera aliasing, que en realidad si existe).

Ultimo pedido de correción : el capacitor de 100nf a masa en teoría esta solo para eliminar ruidos.

Desconectado Azicuetano

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #5 en: 15 de Noviembre de 2006, 19:40:32 »
En este documento se ve muy bien el efecto aliasing.

http://www.ehu.es/iswezraa/InfIndEs/Transp/TMuestreo.doc

Yo tenía entendido que si no cumplimos con el amigo Nyquist, la señal es imposible de reconstruir debido al aliasing.

Lo que también tengo entendido de los filtros anti-aliasing es que... puesto que la frecuencia de muestreo tiene que ser el doble de la frecuencia de la señal, sabiendo la frecuencia de muestreo lo que hacemos el poner un filtro paso-bajo para cargarnos las frecuencias de la señal original que sean superiores al teorema de Nyquist. Así lo que hacemos es... capar la señal original y así no incurrimos en un error a la hora de muestrear. Hay que tener cuidado con los filtros anti-aliasing porque... lo que hacemos es manipular la señal original y... al fin y al cabo la estamos deteriorando.

PD: No tengo ningun doctorado en tratamiento digital de señales, es decir, salvo error conceptual o tipográfico, lo que escribo puede no ser correcto  :mrgreen:


Un saludo desde Alicante.

Deimos

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #6 en: 16 de Noviembre de 2006, 10:29:56 »
Corrijanme si me equivoco. El aliasing es un efecto que se produce al muestrear y hace que altas frecuencias aparezcan como bajas distosionando lo que obtenemos como lectura.
Para eliminarlo se puede muestrear a una frecuencia alta(10 veces la max frec a mestrear)  ó de lo còntrario poner un filtro antialiasing que deje pasar frecuencias hasta la wmuestreo/2.


Corrjanme esto también : el hecho de tomar una frecuenia de muestreo de por lo menos 2 veces la max frec de la señal a digitalizar(nyquist) no elimina el aliasing (a menos que sea del orden de 10 veces mayor) sino que solo nos asegura que la cantidad de muestras es suficiente  para respetar luego de la digitalizacion la forma original de la señal(obviamente suponiendo que no existiera aliasing, que en realidad si existe).

Ultimo pedido de correción : el capacitor de 100nf a masa en teoría esta solo para eliminar ruidos.

El criterio de nyquist es bien claro: fm>2*fs

Ahora bien, es muy típico que los diseños se hagan en base a décadas. Quizás por eso te suena lo de 10 veces la frecuencia de la señal a muestrear. Sin embargo con 2 veces por encima ya tienes suficiente para recostruir la señal. Piensa que si una señal va a 100KHz el micro debería barrer a 1Mhz, cosa imposible de hacer con un PIC. Los 10 esos que comentas es cuando se trabaja con décadas, pero eso siempre y cuando se pueda.

El aliasing traducido literalmente significa solapamiento. Se da cuando una señal que se quiere leer va más deprisa que la señal que se usa para barrer la primera señal. Antes de que la señal "lectora" halla acabado un ciclo la señal "leida" ya a acabado su ciclo y vuelve a empezar.

Por último, el condensador a masa es para eliminar rizados en la señal.

Salu2!!!

Desconectado Marioguillote

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #7 en: 16 de Noviembre de 2006, 11:56:59 »
Hola a todos !

He visto que al hacer una conversion analogica-digital usan un condensador de 100nf conectado de la entrada analogica del pic a masa. Se supone que filtra altas frecuencias. Exactamente que valores de frecuencoia filtra???como se calcula???

Ese filtrado tiene como funcion solo filtrar ruido, o es un filtro antialiasing, o son exactamente lo mismo estos dos tipos de filtro????

TREMENS, un capacitor; vulgarmente conocido como "condensador", pero en electrónica no condensan nada en estado gaseoso, sino que poseen la "capacidad" de almacenar energía; cuando es aplicado en circuitos de corriente alterna se comporta como una resistencia; lo mismo que una bobina.
El valor de esta resistencia en corriente alterna se llama REACTANCIA y también viene expresada en OHMS, tal como las resistencias comunes usadas en circuitos de Corriente Continua.
En el valor de esta reactancia, van a influir dos magnitudes muy importantes:

1 - La frecuencia de la señal de alterna (En los casos que se use como filtro, será la frecuencia de los rizados o ruidos parásitos).
2 - El valor del Capacitor, o sea la capacidad que posea el mismo.

No existe "el capacitor ideal", sino que los reales tienen una componente inductiva y resistiva , pero la fórmula más aproximada para calcular esta reactancia capacitiva sería

Xc = 1 / 2 * PI * F * C

Donde Xc es el valor de la reactancia en OHMS, PI es 3,14, F es la frecuencia en HERTZ a la que está sometido el capacitor y C es el valor del mismo, expresado en FARADIOS.

Entonces,

saber qué frecuencia filtran a GND sería conectándolo a la misma y calculando para que nos dé una resistencia bien baja ( 1 OHM) , despejamos F de la fórmula y a partir de un valor cualquiera de C obtenemos la Frecuencia a la que se comportará casi como un cortocircuito a GND.

De similar forma si conocemos que frecuencia que queremos filtrar, podemos calcular el valor de C

Esta es la forma más aproximada para calcular el valor de este capacitor y la frecuencia que va a filtrar. Digo más aproximada porque la real, es con números complejos, dedido a las componentes inductivas y resistivas que te mencionaba que todos los capacitores poseen, y la sumatoria de todos estos valores dan por resultado la IMPEDANCIA que es una magnitud expresada también en OHMS y más "real" del valor óhmico que presenta el capacitor al paso de la corriente alterna.

Respecto al aliasing, los amigos ya te lo han explicado muy bien.

Saludos a todos.
Mario
« Última modificación: 16 de Noviembre de 2006, 12:08:26 por Marioguillote »

Desconectado andros

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #8 en: 17 de Noviembre de 2006, 02:29:33 »
Pues tiene varias aplicaciones:

* La primera es limitar el ancho de banda de la señal, ya que componentes u armónicos de la misma se pueden reproducir en frecuencias altas por el mismo proceso de la conversión (distorsión total armónica), así si tengo componentes en el segundo armónico (si al señal es de 1Khz y el segundo es de 2Khz), muy seguramente sino limito el ancho de banda de la señal luego de la conversión me aparecerán armónicos a 4Khz y a 8Khz por el mismo proceso de la conversión, ya que este "no es totalmente lineal". Esto es más util cuando necesitas extraer patrones de una señal.

* Matar todo ruido que esté por encima de las componentes de frecuencia de la señal, por eso es un pasabajas.

* En algunas aplicaciones también de alta presición se usa el valor del condensador para compensar el efecto del "suitcheado" del sample and hold de los ADC, aunque esto no es pertinente aquí es a manera de info -que sobre y que no falte-.

En fin, ese man es necesario y depende de tu aplicación.

Suerte.

Andros.
Andros!

Desconectado migsantiago

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #9 en: 19 de Septiembre de 2008, 20:34:23 »
Hola

Estoy investigando un poco sobre los filtros antialising y encontré un integrado de Linear Technologies, el

LTC1563 - Active RC, 4th Order Lowpass Filter Family
http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1154,C1008,C1148,P1836

Es un integrado que aplica filtro tipo Butterworth o filtro Bessel de 4to orden, según la terminación del modelo. Lo interesante es que con solo el valor de una resistencia se determina la frecuencia de corte del filtro y puede funcionar desde 256Hz hasta 256kHz.

En mi aplicación requiero muestrear la señal a 50kHz y por lo tanto el filtro antialiasing debería ser de 25kHz, pero como las frecuencias útiles de mi señal llegan hasta 20kHz pienso poner la frecuencia de corte ahí.

También encontré otro filtro de National Semiconductors, el UAF42, pero se ve más complicado de implementar.

Agradecería si alguien me recomienda algún otro filtro de fácil implementación como el LTC1563.  :mrgreen:

Desconectado migsantiago

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #10 en: 02 de Octubre de 2008, 13:40:15 »
Hola de nuevo

Revivo el tema para ver si alguien me puede recomendar un filtro pasabajas analógico con frecuencia de corte de 20kHz y un buen orden.

Gracias

Desconectado Modulay

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #11 en: 02 de Octubre de 2008, 13:54:41 »
¿Qué impedancia de fuente tienes?
Con "buen orden" te refieres a...

Desconectado migsantiago

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #12 en: 02 de Octubre de 2008, 15:50:54 »
Hola Modu

La impedancia de la fuente será determinada por el amplificador operacional que entregará la señal, configurado como seguidor de voltaje; idealmente la impedancia de ese amplificador será de 0ohms.

El orden de un filtro analógico, según mi conocimiento, es la calidad con la que filtra una señal a partir de su frecuencia de corte. Por ejemplo, un filtro de primer orden puede ser un RC pasabajos con frec. de corte de 20kHz. Si se pone una señal de 25kHz a la entrada, la salida seguirá teniendo la señal de 25kHz, pero ligeramente atenuada (Vpp casi cercano al de entrada). Un filtro de mayor orden entregaría también la señal de 25kHz, pero con mucha mayor atenuación que el filtro de primer orden (Vpp mucho menor que un filtro de 1er orden).

Espero no estar malentendiendo lo del orden.  :mrgreen:

En el caso del filtro que propuse arriba LTC1563, es un filtro analógico de 4to orden.


Desconectado Modulay

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #13 en: 02 de Octubre de 2008, 17:36:31 »
Lo normal es que a mayor orden, más eficaz es el filtro atenuando las frecuencias cercanas a la frecuencia de corte, sí,pero no tiene por qué ser así. Todo depende de como estén distribuídos los polos del sistema.
Al no encontrar algo que se ajuste exactamente a lo que necesitas, deberás jugar con los valores de los componentes para ajustar la frecuencia de corte, lo cual posiblemente te traiga problemas de resonancias y tal.Pero bueno es cuestión de que pruebes.
Una forma podría ser un filtro pasivo (por ejemplo bobinas en serie y condensadores en paralelo) seguido de un buffer para aislarlo de la carga y recuperar señal si lo necesitases.

http://alteclansingunofficial.nlenet.net/publications/techletters/TL_192.pdf

Aquí tienes ejemplos de filtros de orden 2:

http://sound.westhost.com/dwopa2.htm

Y aquí encontrás material para filtros de mayor orden:

http://www.prodigy-pro.com/forum/viewtopic.php?t=8107&postdays=0&postorder=asc&start=15

Si usas opamps,lo suyo es que sean de baja distorsión...buenos candidatos son NE5532, NE5534, TL071, TL072, OPA604, OPA2604,etc...



Desconectado migsantiago

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Re: capacitor para filtrar ruido en la conversion
« Respuesta #14 en: 02 de Octubre de 2008, 17:43:59 »
Gracias Modu, la página 2 se ve muy completa.