Представитель Шуры Люберецкого в ЖЖ (brat_luber) wrote,
Представитель Шуры Люберецкого в ЖЖ
brat_luber

Category:

А вот посоветуйте, что почитать

В одном девайсе на микроконтроллере с ядром Cortex-M4 (без F) понадобилось сделать цифровой фильтр для сигнала с АЦП. Фигня вопрос! – подумал я – ведь под рукой есть библиотека CMSIS-DSP, в которой присутствует все необходимое для БИХ-фильтров, работающих с числами с фиксированной запятой. Быстренько закинул параметры фильтра в Iowa Hills IIR Filter Designer, пересчитал коэффициенты получившегося фильтра Баттерворта в q31, погонял это вот все на тестовых сигналах – а вот с реальными вышел неприятный конфуз – даже “почти стабильный” сигнал на выходе фильтра непристойно колбасило.

raskolbas

Вверху исходный, нефильтрованный сигнал, внизу – ужас, получавшийся на выходе фильтра.

Признаюсь сразу – я лошара, и первым же делом стоило проверить, что действительно приходит с АЦП – но по опыту использования фильтров из CMSIS-DSP мне казалось, что такой фигни быть не должно. Начал искать проблемы в “железе”, и мог бы зайти по этому пути далеко, пока случайно не отключил один из фильтров (ФВЧ с частотой среза 1 Гц при частоте дискретизации около килогерца). И что бы вы думали? Сигнал волшебным образом пришел в норму!

Оказывается, что фильтры с переменными формата q31 при таких соотношениях между частотой среза и частотой дискретизации численно неустойчивы, и надо использовать q63 – в документации CMSIS-DSP это отражено примерно такими словами:

These filters are particularly useful when implementing filters in which the singularities are close to the unit circle. This is common for low pass or high pass filters with very low cutoff frequencies.

Но что значит “close”, что значит “very low”? Как понять, когда 16- или 32-битных коэффициентов не хватает? К сожалению, я как-то не припомню литературы по всяким там численным методам, где подробно разбирались бы вот такие вопросы, связанные с вычислительной устойчивостью. Может, кто-нибудь что-то подскажет?

Запись опубликована в блоге Шуры Люберецкого. Вы можете оставлять свои комментарии там, используя свое имя пользователя из ЖЖ (вход по OpenID).

Subscribe

  • Лебедев против Навального

    Вот, кстати, то, что я в свое время предлагал в качестве умственного упражнения (пассаж про сайт Большого театра):…

  • Блоггер Овальный и его почта

    Почти во всех обсуждениях пресловутого взлома почты этого известного персонажа за “аксиомку” принимается его исключительная честность…

  • К психозу дня

    Что вы видите на этой картинке? Запись опубликована в блоге Шуры Люберецкого. Вы можете оставлять свои комментарии там, используя свое имя…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments