[参考译文] TMS320F280049：单精度浮点 CAN#39；t meet 可用于调制二阶数字低通滤波器

插孔、

问题是分子和分母系数的相对大小。  在这种情况下、所有小项都位于分子中、这与输出上的缩放相同。  您可以将[a0 A1 A2]缩放在一起、使它们与分母系数处于相同的范围、然后在输出端应用单独的缩放(第一个的倒数)来校正增益。  在本例中、这将是一个很大的因素、比如10^6、但我认为这是可以的。  

如果仍有问题、您可以通过以不同的方式对滤波器进行编码来改善问题。  您在此处编码的是直接形式1结构。  有一个直接形式2 (转置)结构、该结构接受相同的系数、但对它们的操作不同。  DF2对系数误差不太敏感、因此它可能更适合您。  DCL 提供了这两种模式的示例、因此您可以在那里查找代码和更多信息。

希望这对您有所帮助。

此致、

Richard

您好 Richard、

感谢您提供此信息。 在本例中、我尝试使用直接形式2、我看到结果与直接形式1相同、双精度工作正常、但单精度不能。 我已经在 F280049中进行了测试并在 Simulink 中进行了仿真、结果向我显示没有差异。

关于您的注释"scale [a0 A1 A2] toguas the nategus coefficients"、我用相同的比例(10^6)创建了分子和分母、结果向我显示输出将饱和。 我不确定我是否以正确的方式完成了该操作、并分享我在 MATLAB 代码中所做的操作、您能在此处分享您的评论吗？

xn_1 = xn；
Yn_1 = Yn；
xn =单个(u)；%获取输入
YN =(b0*xn + vn)/换算；
Vn = B1*xn + B2*xn_1 - A1*yn - A2*yn_1；

以下是系数：

换算=单(1000000.0)；

B0 =单通道(0.000000003947346*scale)；
b1 =单通道(0.000000007894691*scale)；
B2 =单通道(0.000000003947346*scale)；
A1 =单(-1.999748688378090*scale)；
A2 =单(0.999748704167471*刻度)；

插孔、

自您的第一个帖子以来、您已经切换了系数符号。  在任一种情况下、您只需缩放分子系数、然后计算滤波器(其中一个)、然后将输出(yn)除以相同的缩放因子。

此致、

Richard

您好 Richard、

感谢您的支持。 根据我的理解、如果仅缩放分子、则应在添加输出之前对结果进行分频、因为其中还有其他2个分母系数。

我尝试在第一个帖子结构中使用10^6来缩放分子系数(我认为什么符号结构无关紧要)、在本例中[A2 A1 a0]是分子、结果向我显示仍然无法正常工作。 如下所示的代码：

void snd_order_low_pass 过滤器(second_order_data * v、second_order_param * k、float32_t 输入)
｛
V->yn0 = v->yn1；
V->yn1 = v->yn2；
v->xn0 = v->xn1；
v->xn1 = v->xn2；
V->xn2=输入；

V->yn2=((k->a2*v->xn2+k->a1*v->xn1+k->a0*v->xn0)*k->比例)
       -k->b1*v->yn1 - k->b0*v->yn0；
｝

参数为：

A2 = 0.003947345706761f；
A1 = 0.007894691413523f；
A0 = 0.003947345706761f；
B1 =-1.999748688378090f；
B0 = 0.999748704167471f；

换算= 0.000001000000f；

我还尝试先按比例缩放分子、然后以这种方式进行除法输出、但仍然无法正常工作。

void snd_order_low_pass 过滤器(second_order_data * v、second_order_param * k、float32_t 输入)
｛
V->yn0 = v->yn1；
V->yn1 = v->yn2；
v->xn0 = v->xn1；
v->xn1 = v->xn2；
V->xn2=输入；

V->yn2=((k->a2*v->xn2+k->a1*v->xn1+k->a0*v->xn0)
       -k->b1*v->yn1 - k->b0*v->yn0)*k->比例；
｝

参数为：

A2 = 0.003947345706761f；
A1 = 0.007894691413523f；
A0 = 0.003947345706761f；
B1 =-1.999748688378090f；  
B0 = 0.999748704167471f；

换算= 0.000001000000f；

插孔、

你是对的。  这不起作用-我很抱歉误导您。

您能不能告诉我您原始公式中的参数(zeta、wc、TS)？

此致、

Richard

您好 Richard、

zeta 是湿因子、值为1

WC 是截止频率，值为2*pi*fc rad/s，其中 fc = 2Hz

Ts 是计算或采样间隔、值为1/fs、其中 Fs = 100kHz

使用这个二阶低通滤波器的目的是获得外部信号的直流偏移、并且外部信号频率在40Hz 至2kHz 之间变化。 如果使用一阶低通滤波器、则需要花费更多的时间、并且随着高精度要求的实现、时间将会更长。

谢谢。。。

插孔、

谢谢。 您可能知道、小增益的原因是采样频率与预期截止频率之间的差异。 如果不进行双精度运算、我认为算法中无法缓解这种情况。 从滤波器设计的角度来看、您可以尝试一些操作。

您能否通过抽取输入来降低采样频率？ 将采样频率减半会使滤波器增益增加约五倍。 如果您可以将输入抽取8倍(即在12.5kHz 下采样)、最高可达64倍。   

增大滤波器阶数对巴特沃斯型响应没有帮助、但可以使用不同的响应吗？ 例如、椭圆滤波器具有更接近的系数、但您必须对阶跃响应进行增益调整。

我认为、在上述所有情况下、您必须进行一些物理测试、以确保结果符合您的预期。 BTW、检查所有这一切的一种简单方法是在 Matlab 中使用 FDA 封装。 这样您就可以尝试不同的滤波器参数并快速查看结果。

请告诉我这是否有任何帮助。

此致、

Richard

您好 Richard、

感谢您的建议。 是的、我之前尝试将采样频率降低到12.5kHz (实际上降低到6.25kHz)、但它仍然无法工作。

我将尝试您的建议、您的示例中是否有椭圆滤波器？  

感谢您在此提供的大力支持、尤其是这与 C2000控制器无关。  

尊敬的 Jack：

我没有进行任何编码、但有一点奇怪的是、从较慢采样率计算的系数不起作用、因为分子和分母系数在缩放方面更加接近。  您能否发布您获得的号码？

无论如何、我已经附加了一个 FDA 文件、您应该能够在 Matlab 的 FilterDesigner 中加载该文件。  这是一个具有2Hz 截止频率的6阶椭圆滤波器。  您可以随意调整带宽并对其进行微调。  系数的比例类似、但有些系数的数值相似。  我不确定这将如何在单精度下工作。  您将需要级联三个2P2Z 级。

希望这对您有所帮助。

此致、

Richard

e2e.ti.com/.../2hz_5F00_lp_5F00_filter.fda

您好 Richard、

以下是我获得的频率、zeta = 1、fc = 2Hz、fs = 6.25kHz。

B0 =单通道(0.000001008618523);
B1 =单通道(0.000002017237047)；
B2 =单通道(0.000001008618523);
A1 =单通道(-1.995982799933390)；
A2 =单通道(0.995986834407488)；

滤波器代码以6.25kHz 的频率运行。

xn_1 = xn；
Yn_1 = Yn；
xn =单(u)；%INPut
YN =(b0*xn + vn)；
Vn = B1*xn + B2*xn_1 - A1*yn - A2*yn_1；

插孔、

是的、这些系数也接近我看到的值。  它们比以前要近得多、所以我本来希望会有差异。  您看到的结果是否与以前完全相同？

此外、如果您有 Matlab 脚本、您是否会介意将其发送给我？  谢谢。

此致、

Richard

尊敬的 Jack：

这是一项有趣的活动。  请查看随附的脚本。  我已经尝试了各种采样率、并绘制了双精度系数和单精度系数的阶跃响应。  始终存在差异、随着采样频率和截止频率之间的差异减小、差异会减小。  这是由于单精度的分辨率。  因此、在您的情况下、我认为这是将滤波器速率抽取足够小的稳定状态误差的问题。

此致、   

Richard

e2e.ti.com/.../scratch.m