
本文的主題是數(shù)字濾波,通過本文對數(shù)字濾波的講解,希望能讓你對數(shù)字濾波有深層次的認知,能對工作中有所幫助。
首先我們來看一下什么是數(shù)字濾波,數(shù)字濾波就是用數(shù)字設備,然后通過一定的算法,對信號進行處理,最后濾除某個頻段的信號,得到所需的新信號。
濾波又分為硬件濾波和軟件濾波。
硬件濾波:一定規(guī)格的電阻、電容組成的RC濾波器或者采用電感、電容組成的LC濾波器等模擬濾波器進行濾波。
軟件濾波:也稱數(shù)字濾波,通過一定的計算或判斷程序減少或削弱噪聲的影響。
我們來一一介紹濾波算法
1、限幅濾波法(程序判斷濾波法)
它的優(yōu)點是可以有效的克服因偶然因素而引起的脈沖干擾,其缺點是不能抑制周期性的干擾而且平滑度較差。
2、算術平均濾波法
顧名思義,這個算法是對連續(xù)n個采樣值進行算術平均運算。
當n較大時,信號的平滑度較高,但靈敏度較低
當n較小時,信號的平滑度較低,但靈敏度較高
它適用于對具有隨機干擾的信號進行濾波,但不適用于對要求數(shù)據(jù)計算速度較快或測量速度較慢的實時控制。
3、滑動平均濾波法(又稱遞推平均濾波法)
它是把連續(xù)得到的n個采樣值先存入緩存區(qū),然后每得到一個新的采樣值就存入這個緩沖區(qū),同時將最早的采樣值去掉(先進先出原則),對緩沖區(qū)中保留的n個采樣值進行算術平均運算,得到新的濾波效果。
它的優(yōu)點是對周期干擾有良好的抑制作用,平滑度較高,適用于高頻振蕩的系統(tǒng)。
缺點是對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差,不易消除由脈沖干擾所引起的采樣值偏差,不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合,比較浪費存儲器的空間。
細心的你一定發(fā)現(xiàn)它和限幅濾波器的優(yōu)缺點正好相反。
4、中立值濾波法
連續(xù)采樣n次(一般取奇數(shù)),把n次采樣值按大小排列,形成有序數(shù)據(jù),取中間值為本次有效值。
它能有效克服因偶然因素引起的波動干擾,對溫度、液位等變化緩慢的被測參數(shù)有良好的濾波效果。但是對流量、速度等快速變化的參數(shù)濾波效果較差。
5、限幅平均濾波法
它相當于前面提到的“限幅濾波法+遞推平均濾波法”,每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進行限幅處理,然后再送入隊列進行遞推平均濾波處理
它融合了兩種濾波的優(yōu)點,可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。
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