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AD采集中的10种经典软件滤波程序优缺点分析(附程序)

时间:10-23 来源:网络 点击:

  在AD采集中经常要用到数字滤波,而不同情况下又有不同的滤波需求,下面是10种经典的软件滤波方法的程序和优缺点分析:

  1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)

  2、中位值滤波法

  3、算术平均滤波法

  4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)

  5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)

  6、限幅平均滤波法

  7、一阶滞后滤波法

  8、加权递推平均滤波法

  9、消抖滤波法

  10、限幅消抖滤波法

  1、限副滤波

  A、方法:

  根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A)

  每次检测到新值时判断:

  如果本次值与上次值之差《=A,则本次值有效

  如果本次值与上次值之差》A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值

  B、优点:

  能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰

  C、缺点

  无法抑制那种周期性的干扰

  平滑度差

  程序:

  /* A值可根据实际情况调整

  value为有效值,new_value为当前采样值

  滤波程序返回有效的实际值*/

  #define A 10

  char value;

  char filter()

  {

  char new_value;

  new_value = get_ad();

  if ( ( new_value - value 》 A ) || ( value - new_value 》 A ) )

  return value;

  else

  return new_value;

  }

  2、中位值滤波法

  A、方法:

  连续采样N次(N取奇数),把N次采样值按大小排列 ,取中间值为本次有效值

  B、优点:

  能有效克服因偶然因素引起的波动干扰,对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果

  C、缺点:

  对流量、速度等快速变化的参数不宜

  程序:

  /* N值可根据实际情况调整

  排序采用冒泡法*/

  #define N 11

  char filter()

  {

  charvalue_buf[N];

  char count,i,j,temp;

  for ( count=0;count《N;count++)

  {

  value_buf[count] = get_ad();

  delay();

  }

  for(j=0;j《N-1;j++)

  {

  for(i=0;i《N-j-1;i++)

  {

  if ( value_buf》value_buf[i+1] )

  {

  temp =value_buf;

  value_buf = value_buf[i+1];

  value_buf[i+1] = temp;

  }

  }

  }

  returnvalue_buf[(N-1)/2];

  }

  3、算术平均滤波法

  A、方法:

  连续取N个采样值进行算术平均运算

  N值较大时:信号平滑度较高,但灵敏度较低

  N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高

  N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4

  B、优点:

  适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波

  这样信号的特点是有一个平均值,信号在某一数值范围附近上下波动

  C、缺点:

  对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用

  比较浪费RAM

  程序:

  #define N 12

  char filter()

  {

  int sum = 0;

  for ( count=0;count《N;count++)

  {

  sum + =get_ad();

  delay();

  }

  return (char)(sum/N);

  }

  4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法) (FIR前身)

  A、方法:

  把连续取N个采样值看成一个队列

  队列的长度固定为N

  每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据。(先进先出原则)

  把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果

  N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4

  B、优点:

  对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高

  适用于高频振荡的系统

  C、缺点:

  灵敏度低

  对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差

  不易消除由于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RAM

  程序:

  #define N 12

  char value_buf[N];

  char i=0;

  char filter()

  {

  char count;

  int sum=0;

  value_buf[i++] = get_ad();

  if ( i == N ) i = 0;

  for ( count=0;count《N,count++)

  sum+ = value_buf[count];

  return (char)(sum/N);

  }

  5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)

  A、方法:

  相当于"中位值滤波法"+"算术平均滤波法"

  连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值

  然后计算N-2个数据的算术平均值

  N值的选取:3~14

  B、优点:

  融合了两种滤波法的优点

  对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差

  C、缺点:

  测量速度较慢,和算术平均滤波法一样

  比较浪费RAM

  程序:

  #define N 12

  char filter()

  {

  char count,i,j;

  char value_buf[N];

  int sum=0;

for (count=0;count《N;count

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