Il corretto calcolo dei parametri di filtraggio garantisce una lettura affidabile dei sensori e delle prestazioni del sistema. Questo articolo spiega le fasi chiave per determinare efficacemente questi parametri.

Comprensione del filtro segnale

I filtri comuni includono filtri a basso passaggio, ad alta velocità, passabanda e filtri a band-stop. La selezione del filtro giusto dipende dalla natura dei dati del sensore e dalle caratteristiche del rumore.

Determinazione delle frequenze di taglio dei filtri

Per calcolare questo, analizzare lo spettro di frequenza dei dati del sensore per identificare le frequenze di segnale e rumore dominanti. Il cutoff deve essere impostato appena oltre la frequenza più alta del segnale desiderato per preservare importanti informazioni riducendo il rumore.

Calcolo dell'ordine del filtro e coefficienti

L'ordine del filtro determina la ripidazza del roll-off del filtro. Gli ordini più elevati forniscono un taglio più tagliente ma possono introdurre distorsioni di fase. Utilizzare formule standard o strumenti di progettazione del filtro per calcolare l'ordine e i coefficienti in base alla frequenza di taglio desiderata e ai vincoli di sistema.

Esempio: Calcolo del filtro a basso passaggio

Supponiamo che i dati del sensore abbiano una frequenza di campionamento di 1000 Hz, e la frequenza del segnale rilevante è inferiore a 50 Hz. Per progettare un filtro a basso passaggio, impostare la frequenza di cutoff a circa 60 Hz. Utilizzando un filtro Butterworth dell'ordine 4, calcolare la frequenza di cutoff normalizzata come 60/500 (frequenza di Niquist), che equivale a 0.12. Utilizzare strumenti di progettazione del filtro per ottenere i coefficienti di implementazione.