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单片机ADC常见的几种滤波方法

2024/8/27 9:31:04      点击:
      物联网终端设备大多数传感器都是模拟量,而我们需要得到这个模拟量的数值,就离不开ADC。


      然而,我们单片机ADC采集的模拟量基本都会经过“滤波”处理才能使用,下面给大家分享一些常见的ADC滤波算法。


      一、限幅滤波


      1、方法


      根据经验判断两次采样允许的最大偏差值A


      每次采新值时判断:若本次值与上次值之差<=A,则本次有效;若本次值与上次值之差>A,本次无效,用上次值代替本次。


      2、优缺点

      克服脉冲干扰,无法抑制周期性干扰,平滑度差。


      3、代码





      二、中位值滤波


      1、方法


      连续采样N次,按大小排列


      取中间值为本次有效值


      2、优缺点


      克服波动干扰,对温度等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果,对速度等快速变化的参数不宜。


      3、代码




      三、算数平均滤波


      1、方法


      连续采样N次,取平均


      N较大时平滑度高,灵敏度低


      N较小时平滑度低,灵敏度高


      一般N=12


      2、优缺点


      适用于存在随机干扰的系统,占用RAM多,速度慢。


      3、代码





      四、递推平均滤波


      1、方法


      取N个采样值形成队列,先进先出


      取均值


      一般N=4~12


      2、优缺点


      对周期性干扰抑制性好,平滑度高


      适用于高频振动系统


      灵敏度低,RAM占用较大,脉冲干扰严重


      3、代码




      五、中位值平均滤波


      1、方法


      采样N个值,去掉最大最小


      计算N-2的平均值


      N= 3~14


      2、优缺点


      融合了中位值,平均值的优点


      消除脉冲干扰


      计算速度慢,RAM占用大


      3、代码




      六、限幅平均滤波


      1、方法


      每次采样数据先限幅后送入队列


      取平均值


      2、优缺点


      融合限幅、均值、队列的优点


      消除脉冲干扰,占RAM较多


      3、代码





      七、一阶滞后滤波


      1、方法


      取a=0~1


      本次滤波结果=(1-a)* 本次采样 + a * 上次结果


      2、优缺点


      良好一直周期性干扰,适用波动频率较高场合


      灵敏度低,相位滞后


      3、代码




      八、加权递推平均滤波


      1、方法


      对递推平均滤波的改进,不同时刻的数据加以不同权重,通常越新的数据权重越大,这样灵敏度高,但平滑度低。


      2、优缺点


      适用有较大滞后时间常数和采样周期短的系统,对滞后时间常数小,采样周期长、变化慢的信号不能迅速反应其所受干扰。


      3、代码




      九、消抖滤波


      1、方法


      设置一个滤波计数器


      将采样值与当前有效值比较


      若采样值=当前有效值,则计数器清0


      若采样值不等于当前有效值,则计数器+1


      若计数器溢出,则采样值替换当前有效值,计数器清0


      2、优缺点


      对变化慢的信号滤波效果好,变化快的不好


      避免临界值附近的跳动,计数器溢出时若采到干扰值则无法滤波


      3、代码




      十、限幅消抖滤波


      1、方法


      先限幅 后消抖


      2、优缺点


      融合了限幅、消抖的优点


      避免引入干扰值,对快速变化的信号不宜


      3、代码