Hi,
ich lasse inzwischen die Programmschleife frei laufen und messe mit dem
Oszilloskop 23 - 24ms Wiederholzeit. Die Zeit schwankt um ca. 1ms durch
Ausführen der Kommunikation Richtung Empfänger. Die Schwankung ist für
den Zweck unerheblich.
ich hab' noch mal ein bischen einfache Theorie wie der Filter funktioniert
Ermitteln der Steigung eines verrauschten Signals als Differenz der Ausgangssignale zweier paralleler Tiefpassfilter
Ein Tiefpass mit einer konstanten Rampe als Eingangssignal liefert am Ausgang
nach einer "Einschwingzeit" dieselbe Rampe aber um eine konstante Zeit versetzt.
Dieser Versatz ist Tau, hier T genannt. Bei einem analogen passiven RC-Tiefpass ist
T = R * C
Aus der Zeichnung kann unmittelbar die Steigung entnommen werden als
1.) dx / (T2 - T1)
Die bekannte digitale Formel für ein sogenanntes Exponentialfilter ist:
2.) output[n] = output[n-1] - alpha * (output[n-1] - input)
Dieser Algorithmus bildet als IIR Filter ein einfaches RC-Glied nach.
Für dieses digitale Äquivalent zum RC Glied gilt folgender Zusammenhang:
3.) alpha = dt / (RC + dt)
mit dt als Abtastintervall
3a.) RC = dt / alpha - dt = Tau
Die Steigung des Eingangssignals ( 1., 3.) ist also:
4.) dx / (dt / alpha2 - dt - ( dt / alpha1 - dt ) )
= dx / ( dt / alpha2 - dt / alpha1 )
Während dx einfach die Differenz der Ausgänge und poportional zur Steigung ist,
gibt der Teiler in diesem Bruch die Verstärkung resp. Abschwächung an.
Wählt man die alphas mit 0.15 und 0.05 und ist dt 24ms ergibt sich
für den Teiler:
24ms / 0.05 - 24ms / 0.15 = 0,32
Man muß also einfach die Differenz der Ausgänge mit 1 / 0,32 multiplizieren
um die Steigung des Signals am Eingang zu erhalten.
Ergebnisalgorithmus:
r_altitude0 = r_altitude0 - 0.15 * (r_altitude0 - relativeAltitude);
r_altitude1 = r_altitude1 - 0.05 * (r_altitude1 - relativeAltitude);
climb = (r_altitude0 - r_altitude1) * 3,125;
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Hier mal ein Bild aus LTSpice. Die Zeitkonstanten sind frei erfunden, zeigen aber wie schnell
der Filter ist wenn man ein bischen Rauschen zulässt.
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Gruß
Dieter
