KA_IX

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什么是数字滤波,常用算法介绍

2019-12-27 13:45:13 显示全部楼层
首先我们来看一下什么是数字滤波,数字滤波就是用数字设备,然后通过一定的算法,对信号进行处理,最后滤除某个频段的信号,得到所需的新信号。
滤波又分为硬件滤波和软件滤波。
硬件滤波:一定规格的电阻、电容组成的RC滤波器或者采用电感、电容组成的LC滤波器等模拟滤波器进行滤波。
软件滤波:也称数字滤波,通过一定的计算或判断程序减少或削弱噪声的影响。
我们来一一介绍滤波算法
1、限幅滤波法(程序判断滤波法)
它的优点是可以有效的克服因偶然因素而引起的脉冲干扰,其缺点是不能抑制周期性的干扰而且平滑度较差。
2、算术平均滤波法
顾名思义,这个算法是对连续n个采样值进行算术平均运算。
当n较大时,信号的平滑度较高,但灵敏度较低
当n较小时,信号的平滑度较低,但灵敏度较高
它适用于对具有随机干扰的信号进行滤波,但不适用于对要求数据计算速度较快或测量速度较慢的实时控制。
3、滑动平均滤波法(又称递推平均滤波法)
它是把连续得到的n个采样值先存入缓存区,然后每得到一个新的采样值就存入这个缓冲区,同时将最早的采样值去掉(先进先出原则),对缓冲区中保留的n个采样值进行算术平均运算,得到新的滤波效果。
它的优点是对周期干扰有良好的抑制作用,平滑度较高,适用于高频振荡的系统。
缺点是对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差,不易消除由脉冲干扰所引起的采样值偏差,不适用于脉冲干扰比较严重的场合,比较浪费存储器的空间。
细心的你一定发现它和限幅滤波器的优缺点正好相反。
4、中立值滤波法
连续采样n次(一般取奇数),把n次采样值按大小排列,形成有序数据,取中间值为本次有效值。
它能有效克服因偶然因素引起的波动干扰,对温度、液位等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。但是对流量、速度等快速变化的参数滤波效果较差。
5、限幅平均滤波法
它相当于前面提到的“限幅滤波法+递推平均滤波法”,每次采样到的新数据先进行限幅处理,然后再送入队列进行递推平均滤波处理
它融合了两种滤波的优点,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差。

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