El filtrado de señales es esencial en el procesamiento de datos de sensores integrados para eliminar el ruido y mejorar la precisión de los datos. El cálculo adecuado de los parámetros de filtrado garantiza lecturas fiables de sensores y el rendimiento del sistema.

Comprender el filtrado de señales

Filtrar implica modificar una señal para enfatizar los componentes deseados y suprimir el ruido no deseado. Los filtros comunes incluyen filtros de baja velocidad, alto paso, paso de banda y filtros de parada de banda. La selección del filtro adecuado depende de la naturaleza de los datos del sensor y de las características de ruido.

Determinación de frecuencias de corte de filtro

La frecuencia de corte define el límite donde el filtro comienza a atenuar la señal. Para calcular esto, analice el espectro de frecuencias de los datos del sensor para identificar las frecuencias de señal y ruido dominantes. El corte debe ser fijado justo más allá de la frecuencia más alta de la señal deseada para preservar información importante al reducir el ruido.

Calculando la Orden de Filtros y Coeficientes

El orden de filtro determina la empinada del rebote del filtro. Los pedidos superiores proporcionan un corte más agudo pero pueden introducir distorsión de fase. Utilice fórmulas estándar o herramientas de diseño de filtros para calcular el orden y los coeficientes basados en la frecuencia de corte deseada y las restricciones del sistema.

Ejemplo: Calculación de filtros de baja velocidad

Supongamos que los datos del sensor tienen una tasa de muestreo de 1000 Hz, y la frecuencia de señal relevante es inferior a 50 Hz. Para diseñar un filtro de baja velocidad, establecer la frecuencia de corte alrededor de 60 Hz. Utilizando un filtro de Butterworth del orden 4, calcula la frecuencia de corte normalizada como 60/500 (frecuencia de Nyquist), que equivale a 0.12.