analisador de espectro con pic18f4550

[interticio]

Hola muchachos: aca les dejo un proyecto que puede ser muy interesante ya que nos puede sacar de apuros en muchas ocaciones.
El tema principal es el ancho de banda ya que este va a ser nuetsro principal limitante, devido a la frecuencia de muestreo del pic. Es en ste punto que quiciera saver si alguien me puede dar una mano, si save cual es la frec maxima que puede muestrear este pic.
Luego que muestreamos la señal por la serie de fourier odemos obtener las componentes.
A medida que valla obteniendo resultados los ire subiendo. Espero su respuesta.

 

[Menta]

Hola Interti...

Tenés hasta de 10MIPS, no sé hasta qué frecuencias debería muestrear.

Cómo filtras las distintas frecuencias? o eso se puede hacer matemáticamente (fourier)

Pensás usar el ADC del pic o poner algo externo un poco más rápido?

Tiene que ser en tiempo real? Porque con ese pic tenÉs bastante memoria como para muestrear guardar y posteriormente usar esa información imagino en alguna pantalla o pc

Saludos de Moneda

[interticio]

En cuanto a la frecuencia de muestreo es importante que sea lo mas alta pocible, para poder obtener una respuesta lo mas fidedigna pocible. Creo que con esa 10Mega va andar bien, ya que por el torema del muetreo esto nos permitiria observar bien una señal de unos 5MHz.

No voy a utilizar ningun filtro ya que si podemos obtener la forma real de la señal, integrando en un periodo podemos saver cuales son las componentes de fourier.

Sinseramente se me ocurrio usar un adc externo ya que cuento con un de 40Msp pero no me convense complicar el circuito externo del pic.

En cuanto a si tiene que ser en tiempo real o no, depende de que este observando, si es una señal periodica puedo muestrear una vez por cada ciclo e incrementar un pequeño intervalo de tiempo pra ir tomando las diferentes muestras.
Se podria contar con dos modos, uno para señales periodicas y otros para señales con ruido que pierden la periodicidad(señales reales).

[El_Guitre]

Hola muchachos, yo estoy por comenzar con un proyecto relacionado a este, lo que quiero es capturar ruido y poder determinar que frecuencia es la de mayor amplitud en este, estaba pensando usar un dsPIC, me parece que se acomodaria mejor para la FFT, no se que opinan ustedes. Yo necesito determinar la frecuencia de mayor amplitud y eliminarla.

[Menta]

Interticio:
Primero recordá que los 10 Megas son MIPS (millones de instrucciones por segundo) y que vas a necesitar de varias instrucciones por muestreo y de muchas si haces algún cálculo...
Me parece que lo mejor es almacenar lo más rápido en memoria despues de un disparo y después ver como se muestran las cosas.

Segundo. Cómo detectas la periodicidad? algún algoritmo en vista? alguien sabe algo? máximos, mínimos, puntos de inflexión, tolerancias?

El_Guitre:
Creo 100% que se requiere de un dspic si se quiere hacer algo más o menos serio (que no se mal entienda)
Yo no los he podido usar aún, desconozco de las formas y alcance total de sus capacitades, pero un pic no es del todo eficiente para algo así. a no ser que nos limitemos a frecuencias de muestreo de audio

[interticio]

Disculpas amigo menta, tienes razon con 48 Mhz solo se logra observar una frec 500Khz  ya que el tiempo de adquicision es de 2.4 us.
En cuanto a almacenar las muestra es algo obvio ya que ningun dispocitiovo de visulizacion permite ver una señal de 500Khz.
Para detectar la periodocidad se recurre a dos comparadores con distintos niveles de referencia. Para lo cual pense usar el modulo de comparacion interno. De esta manera se obtiene un detector de flancos. los niveles de tencion de referncia deven ser variables a traves de un potenciometro para obtener el nivel de disparo deceable.
 Cuando se logro la condicion de disparo se empiza a almacenar las muestras hasta que se repita la misma condicion.

[maunix]

interticio creo que debieras por lo menos, antes de definir un pic y si es capaz de darte una determinada capacidad de adquisición y cálculo, que explayes un poco la teoría de funcionamiento de lo que quieres hacer.

Muchos sabemos lo que es un analizador de espectro pero no todos saben cómo se hace uno, es por ello que si bien podemos saber de pics puede que no sepamos como es la teoría de señales que soporta el desarrollo que quieres hacer.

Aca se han mezclado conceptos de MIPS con muestreo, y eso también confunde bastante.  una cosa son las instrucciones por segundo que puede ejecutar un pic y otra muy diferente es la máxima velocidad que puede desarrollar su A/D.

PD. hay un modelo de dsPIC que si mal no recuerdo permite 2.2Mega Muestras por segundo a 8 bits.

[interticio]

La teoria de como se hace un analisador de epectro es muy compleja y creo que exede el alcase de este proyecto , por lo que opte solamente por hacer un equipo que solo le calcula las componentes de fouruier a una señal determinada . En teorioa  se llega al mismo resulatdo, ya que  un analizador de espectro posee un filtro pasabanda y al convolucionar la señal de entrada con una frecuencia que varia desde 0 hasta el ancho de banda de equipo permite ver las componentes que constituchen a la señal.
En lugar de hacer un modulador eterodino(convolucionar) yo solo le aplico la serie de fourier.
Para hacer esto solo basta con integrar en un periodo el producto de la señal deseada con la funcion seno, y luego con la funcion coseno.

Estos resultados me dan los coeficiente de fourier para distintas frecuencias.

Cuando tenga tiempo subo las formulas para que se entienda un poco mas.

en cuanto a los DSPic no conozco nada del tema pero se que en este tema son mucho mas potente que un pic. asi que si alduien lo quiere implementar con un DSpic seria la misma teoria.

[patolinec]

A mi criterio que un microcontrolador o un dsp maneje directamente la trasnformacion de fourier (FFT) es demasiado, yo realice un analizador de espectro de hasta 44kHz utilizando la tarjeta de sonido del computador, y ademas tengo una tarjeta de adquisicion echa con un pic 18f2550, que aun no he probado su limite de frecuencia de muestreo.

Bueno ahora a lo que queria llegar, si ustedes muestrean una señal no sacrifiquen a un pobre PIC a que hage el tremendo trabajo de FFT, ya que si bien un dsp puede realizarala no va a poder ser en tiempo real como se necesita, ya que un algoritmo normal de transformada rapida de fourier(FFT) alcanza facilmente las 1500 lineas de codigo, y por ende mucha memoria, sino usen herramientas como Labview que en base a la señal muestreada les determina la FFT cuyo resultado es directamente el espectro de la señal, inclusive en Labview viene un ejemplo de Spectrum Analizer con la Tarjeta de sonido para que se den cuenta que con eso se facilita bastante.

Suerte cualquier nota avisen

[interticio]

hola a todos.
Debido a que no puedo subir la informacion de la serie de fourier coloco aqui unas direcciones en las cuales da una idea de como utilizarla.
http://gemic.e-technik.uni-ulm.de/lehre/basic_mathematics/fourier_es/node2.php3
http://es.wikipedia.org/wiki/Serie_de_Fourier

En cuanto si es demasiado para el pic, mi repuesta es que no. Por que lo que estoy realizando no es la transformada en tiempo real sino solamente me permite observar las componentes espectrales de una señal periodica o pseudo periodica.

[Marioguillote]

Hola a todos.

Me interesa este proyecto.
Voy a estar atento al mismo ya que por lo visto, vá a ser encarado de una forma que quisiera aprender.

Saludos
Mario

[Menta]

Interticio:

En ningún momento señalaste si vas a conectar el aparatejo a una pc??? Querés hacer algo independiente??
Cómo vas a mostrar los resultados???

No es para desanimarte, pero estoy tratando de pensar si hay alguna forma de calcular fourier sin conocer el período de la señal ?. Pero me parece que no. Eso, pienso, es el punto más crítico del proyecto...  ya que si sabés eso podés integrar de forma muy facil (área bajo curva = Sumatoria( amplitud * dt) )
Sin el período de la señal lo único que podés calcular es la componente contínua con un error relativo dependiendo del tiempo de integración....

Estaría bueno que fuese algo portátil con una pantallita matricial. Muy cheto, pero muy dificil mas no imposible.

[interticio]

Mi idea es conectarlo a una pantalla matricial para poder hacer un equipo portatil. El equipo tiene que medir el periodo para detectar la frecuencia fundamental. Luego deve integrar como dice muy bien el amigo MENTA  (moneda).

Las aplicaciones serian ilimitadas ya que en cualquier lugar se encuentran señales en las cuales uno decearia saver como filtrar los ruidos o que componente me anula alguna etapa de un circuito etc...

[Marioguillote]

Ya tenés en mente de qué forma resolver el circuito de entrada de señal ?
En ciertos ámbitos se le conoce como circuito de "pesca".
Usarás algun bobinado link ? usarás puntas tipo osciloscopio ?
El atenuador de entrada será activo o pasivo ?

Sé que son demasiadas preguntas, pero como dije antes, me interesa el proyecto. 

Saludos
Mario

[El_Guitre]

Hola a todos nuevamente, bueno veo que se esta sumando gente al tema "espectacular", en mi caso, que no es el mismo proyecto que Interticio pero tiene mucho en comun, el dispositivo tiene que ser totalmente independiente, pero la ventaja es que solo tengo que trabajar con el espectro de señales de audio.
El tema es el siguiente tengo que desarrollar un dispositivo que a la entrada cuente con un microfono, por ejemplo del tipo electret y a la salida un auricular. El dispositivo tiene que tener un modo de escaneo, mediante el cual capture una muestra del ruido del lugar, lo procese y saque que frecuencias estan por encima de 80 decibeles. Luego de esto estas se deben atenuar o filtrar para que la salida no presente estas señales dañinas. Se entiende? Creo que no es algo sencillo pero si interesante. Tengo aca un dsPIC 30F3014 es lo unico que pude conseguir, ya que es casi imposible conseguir micros de este tipo en la zona. Se podra utilizar este amiguito para mi proyecto. Alguien ha trabajado en algo parecido. Estoy en la etapa de definicion de que dispositivos utilizar y ver como encarar el proyecto. Saludos a todos y espero trabajemos en conjunto