信号过滤在嵌入式传感器数据处理中至关重要,可以消除噪音,提高数据准确性. 正确计算过滤参数可以确保传感器读取和系统性能可靠. 本条解释了有效确定这些参数的关键步骤.

理解信号过滤

过滤涉及修改信号以强调想要的组件并抑制不想要的噪音。常见的过滤器包括低路、高路、带子和带子停止过滤器。选择正确的过滤器取决于传感器数据的性质和噪音特性。

确定过滤截止时间

截断频率定义了滤波器开始减弱信号的边界。要计算这个值,请分析传感器数据的频谱,以识别主信号和噪声频率。截断应当设定在理想信号的最高频率之外,以保留重要信息,同时减少噪声。

计算过滤器顺序和系数

滤波器命令决定了滤波器滚动的陡峭性,更高命令提供了更锐的截断,但可能引入相位扭曲. 使用标准公式或滤波器设计工具根据所期望的截断频率和系统限制计算顺序和系数.

示例:低压滤镜计算

如果传感器数据有1000赫兹的采样率,相关的信号频率低于50赫兹。 要设计低通滤波器,将截断频率设定在60赫兹左右。使用第4号指令的巴特沃思滤波器,计算正常的断断频率为60/500(尼奎斯特频率),相当于0.12。 使用滤波设计工具来获得执行系数。