低周波の計測

質問

低周波音（1Hz～10Hz）をオペアンプで増幅（1000～5000倍ほど）してコンデンサマイクを使って計測する場合，以下の中でどれが一番ベストでしょうか？

1）オペアンプに10Hz程度のローパスフィルタを付ける．

2）オペアンプに1～10Hz程度のバンドパスフィルタを付ける．

3）オペアンプに100Hz程度のローパスフィルタを付けてから，低周波音計測時にプログラム上で1～10Hz程度のバンドパスフィルタを付る．

4）そのた

お時間がありましたら，よろしくお願いします．

回答No.4

lumiheart · ベストアンサー

>低周波音（1Hz～10Hz）
この低周波が所謂正弦波ならどんな方法でも構わないでしょうけれど

測定したいのが
>QNo.4317325 脈拍を周波数にすると
であるならば

この脈拍と言うのが所謂心臓の鼓動（人間か動物かは別にして）
http://www.cardiac.jp/view.php?lang=ja&target=normal_ecg_pattern.xml
なら１Ｈｚではありません
強いて言えば１Ｈｚから数ｋＨｚの混合波形です

脈拍と言うのがただの例えで　実波形は方形波であるなら
http://www.cqpub.co.jp/column/books/2001a/11891osiro/puls_chr.htm
ローパスフィルタを通すと立ち上がり／立ち下がりの角度がなまってしまいます

ただ単に１秒間に一発のパルスは１Ｈｚですが
その周波数成分が１Ｈｚとは限りません
http://www.orixrentec.jp/cgi/tmsite/knowledge/know_square.html

お礼

脈拍のことまで教えてくれて，本当にありがとうございます．

腕の血圧の変動をグラフにしたら，心電図と同じ波形が出るのか気になったのですが，実際はどうなんでしょうか？

質問がいっぱいあって申し訳ありませんが，
心電図ではどんなセンサーを使って，体のどの場所から計測しているのでしょうか？

もし，お時間がありましたらよろしくお願いします．

回答No.5

walkingdic

>広めのフィルターを掛ける場合，どれくらいまでカットすればいいでしょうか？

それは臨機応変です。とりあえずは信号を確認してノイズ成分がどの程度あるのかみて、それが大きいようであればそれらノイズを低減するようにＬＰＦをかけます。
とりたい信号に対してノイズが特に大きいというわけでなければ、そのままＡ／Ｄしてデジタルフィルターでも構いません。

お礼

広めのフィルタをかけながら，臨機応変に調整していくのが一番なんですね．

本当に，ありがとうございます．

回答No.3

walkingdic

それはフィルターに求める性能に依存します。１オクターブのみ通すようなフィルターを作りたいとなると、結構厄介ではあります。（低周波に限らず）
なので、アナログフィルターに詳しくない人であれば、むしろＡ／Ｄしてからデジタルフィルターにて選択した方が、容易に性能のよいフィルターを実現できます。

ただそれ以外の周波数のノイズレベルが大きい場合には、必要な信号帯域で十分な信号を得られないことがあるので、広めのフィルターなどで不必要な成分はアナログフィルターで落としてからＡ／Ｄするというのが賢明です。

お礼

ありがとうございます．

広めのフィルターを掛ける場合，どれくらいまでカットすればいいでしょうか？

回答No.2

foobar

元の信号にどんなノイズ(希望周波数以外の信号）が乗っているかによります。

ノイズが信号と同程度以下のレベルなら、
計測のサンプリング周波数(20Hzより十分高い必要がある）に対応したローパスフィルタ（アンチエリアスフィルタ)をつけて、計測して、プログラム上で処理する
で良いかと思います。

商用周波数のノイズが高いレベルで混入しているようなら、20-30Hz程度のカットオフ周波数の、次数の高いローパスフィルタ(10Hzに影響を与えず、商用周波数を十分減衰させるため）を増幅する前につける必要があります。

お礼

ありがとうございます．

ローパスフィルタを増幅する前につけるということは，

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%91%E3%82%B9%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%AB%E3%82%BF#.E3.83.AD.E3.83.BC.E3.83.91.E3.82.B9.E3.83.95.E3.82.A3.E3.83.AB.E3.82.BF

オペアンプを使ったローパスフィルタとは違うんでしょうか？

回答No.1

rabbit_cat

しいて１～３から選ぶなら３がいいと思います。

一番いいのは、
４）何もしないで（アナログのフィルタはなしで）直接ＡＤしてパソコンで取り込んで、プログラム上（デジタル処理）で1～10Hz程度のバンドパスフィルタを付ける
だと思います。低周波のアナログ処理はものすごく大変です。回路を作って遊ぶこと自体が目的なんではなくて、信号処理することが目的なのでしたら、さっさとＡＤして全てデジタルで処理しましょう。

お礼

ありがとうございます．

４番のプログラム上でバンドパスをつけて試してみます．