طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

[jimiweber]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

دقیقا درست گفتی.توی فیلتر ها معمولا گین رو 1 در نظر میآگیرن و از پ امپ به صورت بافر استفاده میآکنن.
الان به این نتیجه رسیدم که توپولوژی شالن کی اصلا به درد این کار نمیآخوره.
الان فیلتر ساده (همون فیلتر passive که مستقیما به پ امپ وصل شده) رو امتحان کردم. نتیجش خیلی خیلی بهتر بود.
میآخوام آرایش مولتی فیدبک رو هم امتحان کنم.
راستی هیچ آموزشی،کتابی،مقاله ای،چیزی در مورد طراحی LPF وجود نداره؟(البته به زبان شیرین فارسی!)

والا از این توپولوژی موپولوژی ها می گی من سر در نمیارم oo: :rolleyes:

اما در مورد کتاب طراحی فیلتر و از این چیزا باید از بچه های ارشدی بپرسی (مثلاً خود امیرعلی یا طراح)، این درسای خارجی مال دوره ارشده! :nerd:

[حمیدرضا رضایی]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

بلاخره جواب رو پیدا کردم
نکته مهمی وجود داشت و من متوجهآش نشده بودم و اون اینه که حداکثر تعداد تپش قلب 150 بار در دقیقه هست و به عبارتی میشه 3Hz (به صورت تقریبی،البته فکر نکنم هیچ وقت به این اندازه برسه) و نه 150Hz
و دلیل استفاده از فیلتر 150Hz این بود که هیچ کدوم از مولفه های سیگنال به طور ناخواسته حذف نشه و شکل موج تغییر پیدا نکنه.
با این تفاسیر استفاده از فیلتر 150 هرتز هیچ مشکلی نداره
سوال دیگه ای که پیش میاد اینه که فیلتر با پاسخ باترورث چه جوری باید استفاده بشه؟
تو نرم افزار Filter pro ، در مدار نهایی رسم شده از یک پ امپ به صورت بافر استفاده شده ولی در کتاب الکترونیک فلوید، از پ امپ به صورت ناوارون ساز استفاده شده.حتی برای مقاومت های R1 و Rf جدول مقادیر داره و نسبت این دو با توجه به مرتبه فیلتر باید تعیین بشه.
حالا نمیآدونم کدوم یکی صحیح تره!

[jimiweber]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

تو اون کتابه، این مقادیر مقاومتا چه تاثیری توی مدار میذاره؟ یعنی مثلاً مقدارش تو باترورث مرتبه 2، چی رو تعیین می کنه؟

[حمیدرضا رضایی]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

نوع پاسخ فیلتر رو مشخص میآکنه.این که بسل،باترورث و یا چبی شف باشه.

[jimiweber]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

در مورد اینکه چطور اون مقاومت ها می تونن نوع فیلتر رو مشخص کنن نظری ندارم. چون معمولاً نوع اینها رو از روی صفر و قطب ها در میارن. که این مقاومت ها اگر هم بخوان تاثیر گذار باشن نهایت روی محل صفر و قطب تاثیر گذارن. اما یه سرچی کردم، تا اونجا که من فهمیدم فیلتر باترورث چند نوع توپولوژی مختلف داره که یه سریش شبیه بافر میشه، یه سریش هم همینطوری که توی این کتاب هست. اینجا رو ببین، آخرین مثالش شکل بافری رو کشیده، که البته در واقع بافر نیست، فقط تو فیدبک منفیش مقاومت نداره:

http://en.wikipedia.org/wiki/Butterworth_filter

اما اینجا یه مثال دیگه هست که مقاومت هم داره، مثل متن اون کتابه:
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Butterworth_II_Order_LPF.png

به نظرم فرقی نمی کنه از کدوم استفاده کنی. چون تو توضیحات اون حالت بافری نوشته این برای ساخت صفر و قطب از این روش استفاده می کنه.

[BlueAbble]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

سلام
هر چند که به زبان فارسی خواسته اید، لینک زیر یک کتاب از Analog Devices هست که عنوانش Linear Circuit Design Handbook است و فصل هشتم در مورد فیلترهای انالوگه، به انگلیسی ساده توضیح داده و انواع فیلتر و آرایشهای مختلف رو به شکل کاربردی گفته(یعنی میشه باهاش مدار بست)

http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/43-09/linear_circuit_design_handbook.html

[حمیدرضا رضایی]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

متاسفانه تو این کتاب هم از هر دو مداری که گفتم استفاده شده و فرقش رو نفهمیدم

برای مثال تحلیل سالن کی به این صورته:



و مثال باترورث:




بدبختانه حتی از به دست آوردن تابع تبدیل فیلتر هم عاجزم.نمیآدونم تو این دانشگاه چی به ما یاد دادن؟
توی کل درس "کنترل خطی"ای که به ما ارائه شد، حتی یه مثال از الکترونیک هم نبود.

حجم این کتاب هم خیلی زیاده.بخش فیلتر هاش فقط 150 صفحهآس.
وقت ترجمه ندارم. چون هم 100 صفحه برای درس زبان ترجمه دارم و هم از سر بی پولی مشغول به کار هستم.
23 واحد این ترم و 4 روز در هفته دانشگاه و هر روز 80 کیلومتر تا دانشگاه گز کردن و کارآموزی و ... بماند(غمنامه شد! :cry

[jimiweber]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

متاسفانه تو این کتاب هم از هر دو مداری که گفتم استفاده شده و فرقش رو نفهمیدم

برای مثال تحلیل سالن کی به این صورته:



و مثال باترورث:




بدبختانه حتی از به دست آوردن تابع تبدیل فیلتر هم عاجزم.نمیآدونم تو این دانشگاه چی به ما یاد دادن؟
توی کل درس "کنترل خطی"ای که به ما ارائه شد، حتی یه مثال از الکترونیک هم نبود.

حجم این کتاب هم خیلی زیاده.بخش فیلتر هاش فقط 150 صفحهآس.
وقت ترجمه ندارم. چون هم 100 صفحه برای درس زبان ترجمه دارم و هم از سر بی پولی مشغول به کار هستم.
23 واحد این ترم و 4 روز در هفته دانشگاه و هر روز 80 کیلومتر تا دانشگاه گز کردن و کارآموزی و ... بماند(غمنامه شد! :cry

حمیدرضای عزیز زیاد خودت رو عصبانی نکن. این مساله برای همه هست. متاسفانه اینا رو توی کنترل خطی نمی گن. اینا مال درس الکترونیک 3 هست.

برای بدست آوردن تابع تبدیل ها، فقط کافی یه تحلیل ساده اپ امپی انجام بدی. اما خازن رو با (1/CS) (یک تقسیم بر CS، نمیشه بنویسمش :angry جایگزین شد، و ولتاژ خروجی به ولتاژ ورودی رو بدست بیار. همین.
حالا اگه بخوای پاسخ فرکانسی رو بدست بیاری به جای S بذار jw.

اگه نتونستی بگو تا انجام بدم.

[jimiweber]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

گفتم، تا اونجائیکه من فهمیدم، هر دو یکین. فقط دو تا توپولوژی مختلفه که هر دو باید به یه نتیجه برسه.

[حمیدرضا رضایی]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

گفتم، تا اونجائیکه من فهمیدم، هر دو یکین. فقط دو تا توپولوژی مختلفه که هر دو باید به یه نتیجه برسه.

من نظرم اینه که توپولوژی ها یکیه ولی پاسخ ها فرق داره.
یعنی فقط یکی از این دوتا باترورث هست.

برای بدست آوردن تابع تبدیل ها، فقط کافی یه تحلیل ساده اپ امپی انجام بدی. اما خازن رو با (1/CS) (یک تقسیم بر CS، نمیشه بنویسمش :angry جایگزین شد، و ولتاژ خروجی به ولتاژ ورودی رو بدست بیار. همین.
حالا اگه بخوای پاسخ فرکانسی رو بدست بیاری به جای S بذار jw.

ممنون از توضیحت.سعی میآکنم تابعش رو به دست بیارم.

[jimiweber]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

من نظرم اینه که توپولوژی ها یکیه ولی پاسخ ها فرق داره.
یعنی فقط یکی از این دوتا باترورث هست.

من زیاد با این حرف موافق نیستم. آخه باترورث هم خیلی موضوع unique نیست. یه تعریفه برای یه فیلتر که تا اونجا که یادمه فیلتریه که توی باند عبور دارای مشخصه صاف باشه، و هر مداری که این مساله رو تامین بکنه رو میشه بهش گفت باترورث. بنابراین نباید فقط به یکی از اینها مقید بود.

[حمیدرضا رضایی]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

من زیاد با این حرف موافق نیستم. آخه باترورث هم خیلی موضوع unique نیست. یه تعریفه برای یه فیلتر که تا اونجا که یادمه فیلتریه که توی باند عبور دارای مشخصه صاف باشه، و هر مداری که این مساله رو تامین بکنه رو میشه بهش گفت باترورث. بنابراین نباید فقط به یکی از اینها مقید بود.

بر اساس تفاوت های Filter pro و فلوید گفتم.
الان که فکر میآکنم به این نتیجه میآرسم که باترورث برای فیلترهای غیر فعال(Passive) هم تعریف شده هست.
یعنی اگه ما یه فیلتر غیر فعال با پاسخ باترورث طراحی کنیم و توسط آرایش سالن کی ، به فعال تبدیلش کنیم، یه فیلتر سالن-کی با پاسخ باترورث خواهیم داشت. و این مستقل از بهره پ امپ هست.در نتیجه نیازی به وجود مقاومتآهای روی ورودی وارون ساز پ امپ نیست.یعنی همون مداری که شبیه بافر هست(صرف نظر از خازن بین ورودی + و خروجی)

بد نیست که یکی از نتایجی رو که به صورت عملی به دست آوردم رو بگم:
همین آرایش که بالا توضیح دادمش، به شدت شکل موج رو در فرکانس های نزدیک به فرکانس قطع خراب میآکنه.
با اضافه کردن یه مقاومت بین خروجی و ورودی -،شکل موج دریافتی بسیار بهتر شد!(وجود مقاومت بین ورودی - و زمین تاثیر چندانی نداشت)

[jimiweber]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

بر اساس تفاوت های Filter pro و فلوید گفتم.
الان که فکر میآکنم به این نتیجه میآرسم که باترورث برای فیلترهای غیر فعال(Passive) هم تعریف شده هست.
یعنی اگه ما یه فیلتر غیر فعال با پاسخ باترورث طراحی کنیم و توسط آرایش سالن کی ، به فعال تبدیلش کنیم، یه فیلتر سالن-کی با پاسخ باترورث خواهیم داشت. و این مستقل از بهره پ امپ هست.در نتیجه نیازی به وجود مقاومتآهای روی ورودی وارون ساز پ امپ نیست.یعنی همون مداری که شبیه بافر هست(صرف نظر از خازن بین ورودی + و خروجی)

این حرفات سطح بالا بود، نفهمیدم :mrgreen:

بد نیست که یکی از نتایجی رو که به صورت عملی به دست آوردم رو بگم:
همین آرایش که بالا توضیح دادمش، به شدت شکل موج رو در فرکانس های نزدیک به فرکانس قطع خراب میآکنه.
با اضافه کردن یه مقاومت بین خروجی و ورودی -،شکل موج دریافتی بسیار بهتر شد!(وجود مقاومت بین ورودی - و زمین تاثیر چندانی نداشت)

این رو روی کدوم شکل داری میگی؟ مدل filter pro؟

[حمیدرضا رضایی]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

آره.
نکته جالبش اینه که من میآتونم از مدار هایی که به عنوان نمونه برای ECG معرفی شدن استفاده کنم و بیخود خودمو درگیر این چیزا نکنم.(در نهایت فرق زیادی نمیآکنه که از چه مداری و چه توپولوژی ای استفاده کنم)
ولی یه چیزی افتاده به جونم و میگه: "هی پسر برو خودت جوابت رو پیدا کن!" (فکر کنم وجدانمه!)

[jimiweber]

پاسخ : طراحی فیلتر پایین گذر 200Hz برای ECG

فکر می کنم اون مقاومت که میگی یه مقدار قطبت رو میاره سمت راست. چون اینطوری باعث میشه مدارت میرا تر بشه، و به عبارتی نزدیک فرکانس قطع زیاد نوسان نکنه، که باعث میشه منحنی صاف تر بشه و در نتیجه نویزی که توی خروجی میاد کمتر باشه.

واقعاً الکترونیک از این لحاظ درس بسیار زیبائیه. نه؟

وجدانت حرف بسیار خوبی میزنه حمیدرضا جان.