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Butterworthfilter -Nyquistkriterium - Fumik - 18.09.2011 12:30
Hi liebe Leute,
ich arbeite mit LabVIEW 7.1. Ich filtere ein Signal mit dem Butterworthfilter (Tiefpass). Die Abtastfrequenz(fs) ist bei digitalisierten Signalen die Häufigkeit der vorhandenen Abtastungen und bei mir 1. Allerdings soll ich die Grenzfrequenz(fl) (hier heißt sie untere Grenzfrequenz) nach dem Nyquistkriterium berechnen. Klar sowas habe ich schonmal gemacht (Ortskurve -Regelkreis etc) bei einem analogem Signal. Wie ist das hier? Die Frequenz liegt bei mir zwischen 0 und 0,5. Wie berechne ich die optimale Frequenz bei digitalisierten Werten? Setz ich diese einfach auf 1/2 * fs?
Danke
RE: Butterworthfilter -Nyquistkriterium - Mingo - 18.09.2011 22:00
Ich versteh nicht ganz was du machen möchtest. Du hast ein Signal welches du unter Einhaltung des Abtasttheorem abtasten möchtest?
Dafür solltet du eine Fouriertransformation deines Signal durchführen. Das liefert die die Bandbreite des Signals. Das doppelte der
größten Frequenz deines Signals ist deine Abtastfrequenz (mindestens). Wenn du eine Abtastfrequenz > 2 * fmax wählst, solltest du
einen Tiefpass verwenden um Differenzsignale bei Rekonstruktion des Signals zu entfernen.
RE: Butterworthfilter -Nyquistkriterium - Lucki - 19.09.2011 07:43
(18.09.2011 12:30 )Fumik schrieb: Wie berechne ich die optimale Frequenz bei digitalisierten Werten? Setz ich diese einfach auf 1/2 * fs?Weiß nicht, welche Frequenz du da meint, aber eigentlich gibt es ja nur eine mögliche Frequenz: Die Grenzfrequenz fo, ab der der Tiefpass sperren soll.
Die wird aber normalerweise nicht berechnet, sondern ist als Forderung vorgegeben.
Aber man kann natürlich auch das Pferd von hinten aufziehen.
Also: gegeben Abtastfrequnz fs=1 Hz. Nyquist-Frequenz ist dann 0.5Hz. Das ist zugleich die oberste Frequenz, bis zu der das Filter überhaupt funktioniert. Von einem Tiefpassfilter erwartetet man, daß es hohe Frequenzen sperrt. Damit es das tut, muß es auch im Sperrbereich noch funktionieren. Das tut es aber nicht, wenn man die Grenzfrequenz f0 gleich der Nyquist-Frequenz setzt oder nur wenige darunter legt. Also wenn das Filter ein Filter sein soll und hohe Frequenzen tatsächlich unterdrücken soll, sollte dessen Grenzfrequenz mindesten 1 Größenordnung unter der Nyquist-Frequenz liegen - also z.B f0 = 0.05 fs.
Man beachte auch die Hilfe zu Filtern: Bei Tiefpassfilter-Verhalten ist nur eine Grenzfrequenz anzuschließen, und zwar an den Eingang "Untere Grenzfrequenz"
RE: Butterworthfilter -Nyquistkriterium - Fumik - 19.09.2011 18:39
Hallo
@ Mngo:
Ich möchte keine Fourier-Analysis durchführen, um meine Messwerte zu glätten :-D
Eine Fourier-Analyse führt man durch, wenn man ein nicht-periodisches Signal periodisch darstellen will!
Außerdem ist die Abtastfrequenz bei bereits digitalisierten Signalen die Häufigkeit der vorhandenen Abtastungen.
Klar bei analogen Signalen hätten wir dann vostellungshalber die Punkte auf dem Sinussignal (das ist jetzt nur ein Beispiel). Sie dir doch mal bei LabVIEW in der Hilfe die Dokumentation für diesen Filter an.
@Lucki:
vielen Dank für deine sinnvolle Antwort. Worauf beziehst du dich bei der Festlegung der Grenzfrequenz = 1/2*F_Abtast/10? Warum sollte diese eine Dekade geringer sein als F_Nyquist? Warum nicht 0,4999999?
RE: Butterworthfilter -Nyquistkriterium - M@rRy - 20.09.2011 07:15
Guten Morgen,
also erstmal finde ich dein Umgangston etwas sehr ruppig, dafür das die Leute dir versuchen zu helfen und nicht genau das schreiben was du hören möchtest.
So, ich muss zugeben das ich dich aber auch noch nicht ganz verstanden habe. Kann ich es so interpretieren das du ein analoges Signal digitalisierst und dann abtastest? Oder hast du einfach nur ein digitales Signal und willst das abtasten? Falls ja um was für ein Signal handelt es sich denn überhaupt? (Dann sprechen wenigstens alle über das selbe)
Ich frage deshalb, weil wenn es zuvor ein analoges Signal war, was du nun verarbeitest, solltest du dir entweder gedanken machen welche Art von Transformation du nutzt (Bsp: Bilineare Transformation ), denn dadurch ändern sich erstmal deine Frequenzen (!) und dann kannst du dir gedanken darüber machen wie du dieses Signal verarbeitest.
Oder muss ich es gar so verstehen das du nur statistische diskrete Werte hast? Falls ja kannste das obrige gleich wieder vergessen... Also klär uns bitte auf ...