Étape 9: Étape de filtrage analogique
Après avoir fait quelques tests sur le système, je suis venu à la conclusion que le niveau sonore dépasse le niveau du signal. En utilisant seulement l’amplification et le filtre logiciel serait découper seulement une petite partie du bruit, mais il serait également découper certaines données utiles.
La solution à ce problème consiste à utiliser un filtre analogique avant la PGA. Comme nous l’avons vu lors des étapes précédentes, deux filtres doivent être mises en œuvre, un filtre de bandstop de 50Hz pour le bruit de l’alimentation et un filtre passe-bas de 250Hz pour le bruit de haute fréquence (et l’anti-aliasing).
La conception du filtre Bandstop :
Un deuxième filtre de bandstop ordre a été conçu a basé sur la fonction de transfert du filtre Hbs = H0 (s ^ 2 + w ^ 2) / (s ^ 2 + (w/Q) s + w ^ 2), w = 2 * pi * CF et Q = fc/(fb), où fc est la fréquence centrale, fb est la largeur de stopband, H0 est le gain.
Puisque le but du filtre est d’annuler le bruit, et pas l’amplification, H0 = 1, fc = 50Hz, fb = 2Hz. Pour la mise en œuvre une topologie Bainter mis à jour le servait comme indiqué dans la deuxième photo. La topologie du Bainter a l’avantage d’indépendance correspondant (le facteur Q du filtre dépend seulement du gain, pas la résistance de matching opposés à la Sallen-key).
La conception du filtre passe-bas :
Un décret vient de filtre passe-bas a été conçu avec deux deuxièmes étages filtre de commande : Hlp = H0 * w ^ 2 / (s ^ 2 + 2 * e * w * s + w ^ 2), w = 2 * pi * fc, où fc est la fréquence de coupure et e est le facteur d’amortissement. J’ai choisi un filtre avec H0 = 1, fc = 250Hz, e = 1 paramètres. Le type de filtre choisi était la topologie de rétroaction multiples (MFT). Le filtre de la MFT LP est préféré, parce qu’il a à facteur Q élevé et la bande passante étroite par rapport à la topologie de Sallen-key. Le seul inconvénient serait le signal de sortie inversé, mais j’ai utilisé 2 étapes, donc ce n’était pas un problème.
Une vague de sinus balayée d’entrée a été utilisé pour tester le comportement global du filtre (dernière photo).