Le filtrage des signaux est essentiel dans le traitement des données des capteurs embarqués pour éliminer le bruit et améliorer la précision des données. Le calcul approprié des paramètres de filtrage assure des lectures fiables des capteurs et des performances du système.

Comprendre le filtrage des signaux

Le filtrage consiste à modifier un signal pour mettre en valeur les composants désirés et supprimer le bruit indésirable. Les filtres courants comprennent le passage bas, le passage haut, le passage bande et le arrêt bande.

Détermination des fréquences de coupure du filtre

Pour calculer cette valeur, analyser le spectre de fréquences des données du capteur afin d'identifier les fréquences dominantes du signal et du bruit. La coupure doit être réglée juste au-delà de la plus haute fréquence du signal désiré pour préserver des informations importantes tout en réduisant le bruit.

Calcul de l'ordre des filtres et des coefficients

L'ordre du filtre détermine la pente du roll-off du filtre. Les commandes plus élevées fournissent une coupure plus nette mais peuvent introduire une distorsion de phase. Utilisez des formules standard ou des outils de conception de filtre pour calculer l'ordre et les coefficients en fonction de la fréquence de coupure souhaitée et des contraintes du système.

Exemple : Calcul du filtre à faible passe

Supposons que les données du capteur aient une vitesse d'échantillonnage de 1000 Hz et que la fréquence de signal pertinente soit inférieure à 50 Hz. Pour concevoir un filtre passe-bas, réglez la fréquence de coupure à environ 60 Hz. À l'aide d'un filtre Butterworth de l'ordre 4, calculez la fréquence de coupure normalisée comme 60/500 (fréquence Nyquist), ce qui équivaut à 0.12. Utilisez des outils de conception de filtre pour obtenir les coefficients de mise en œuvre.