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熟悉!数字滤波器的原理及其作用?

返回列表文章来源: 作者: 浏览:- 发表时间:2019-06-18 11:28 【

  数字滤波器的原理和它的作用有多少人知道呢?深圳岑科实业有限公司就给大家介绍以下几点!

一、数字滤波器是如何设计及原理?
1、数字滤波设计原理 

  这里有很多种数字滤波方法,我们见选用其中几种来进行设计,如中值滤波、算术平均滤波、加权平均滤波等等。所以下面我将详细介绍它们。

1.1 中值滤波

  中位值滤波是先对某一参数连续采样N次(一般N取奇数),然后把N次采样值按从小到大排列,取中间值为本次采样值。

  该滤波方法实际上是一种排序方法,我在此采用的是冒泡法排序。由于在冒泡法排序中,每出现一次前者数据大于后者数据,就要进行二者数据的交换。

该算法的样例子程序如下:

  #define N 11 //N值可根据实际情况调整 char filter() { char value_buf[]; char count,i,j,k,temp; for(count=0;count

中位值滤波能有效地克服偶然因素引起的波动或采样器不稳定引起的误码等脉冲干扰。对温度、液位等缓慢变化的被测参数采用此算法能收到良好的滤波效果,但对于流量、压力等快速变化的数据,不宜采用中位值滤波。

1.2 算术平均滤波

  算术平均滤波法适用于对一般的具有随机干扰的信号进行滤波。这种信号的特点是信号本身在某一数值范围附近上下波动,如测量流量、液位时经常遇到这种情况。算术平均滤波法是要按输入的N 个采样数据,寻找这样一个Y,使得Y 与各个采样值之间的偏差的平方和最小。

1.3、具体实现此算法的子程序如下:

  #define N 12 char filter() { int count; int sum=0; for(count=0;count 算术平均滤波适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波。这种信号的特点是有一个平均值,信号在某一数值范围附近做上下波动,在这种情况下仅取一个采样值做依据显然是不准确的。算术平均滤波对信号的平滑程序完全取决于N,当N较大时,平滑度高,但灵敏度低;当N较小时,平滑度低,但灵敏度高,应视具体情况选取N,以便既少占用计算时间,又达到最好的效果。

数字滤波器

1.4、 加权平均滤波

  在算术平均滤波和移动平均滤波中,N次采样值在输出结果中的权重是均等的,取1/N。用这样的滤波算法,对于时变信号会引入滞后,N值越大,滞后越严重。为了增加新采样数据在移动平均中的权重,以提高系统对当前采样值中所受干扰的灵敏度,可采用加权平均滤波,它是移动平均滤波算法的改进。

  加权平均滤波是对连续N次采样值分别乘上不同的加权系统之后再求累加和,加权系统一般先小后大,以突出后面若干采样的效果,加强系统对参数变化趋势的辨识。各个加权系统均为小于1的小数,且满足总和等于1的约束条件。这样,加权运算之后的累加和即为有效采样值。

二、数字滤波器的作用:

  1)将有用的信号与噪声分离,提高信号的抗干扰性及信噪比;

  2)滤掉不感兴趣的频率成分,提高分析精度

  3)从复杂频率成分中分离出单一的频率分量
三、理想数字滤波器的频率特性:

  理想滤波器:使通带内信号的幅值和相位都不失真,阻喧内的频率成分都衰减为零的滤波器,其通带和阻带之间有明显的分界线。

  如理想低通滤波器的频率响应函数为理想滤波器实际上并不存在。

  深圳岑科实业有限公司是一家长期18年专注于电感变压器研发生产的高新技术企业!因为专业,所以值得信赖!如果您有数字滤波器方面的需求可以联系客服:4000-688-538

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