工频干扰滤除快速算法用c语言怎么写

工频干扰滤波是数字信号处理中的一个重要问题，可以通过数字滤波器来实现。这里提供一种常见的数字滤波器——陷波滤波器的快速算法实现，使用C语言编写。

假设采样频率为Fs，要滤除的工频为f0，Q值为Q，则陷波滤波器的传递函数为：

H(z) = (1 - z^-2) / (1 - 2cos(2πf0/Fs)z^-1 + z^-2)

根据双二次滤波器的结构，可以将传递函数分解为：

H(z) = (b0 + b1z^-1 + b2z^-2) / (1 + a1z^-1 + a2z^-2)

式中：

b0 = b2 = 1
b1 = -2cos(2πf0/Fs)
a1 = -2Qcos(2πf0/Fs)
a2 = Q^2

可以使用直接I型结构或者直接II型结构来实现滤波器。这里以直接I型结构为例，C语言代码如下：

typedef struct {
    float b0, b1, b2, a1, a2;
    float x1, x2, y1, y2;
} TrapFilter;

void InitTrapFilter(TrapFilter *f, float f0, float Q, float Fs) {
    float w0 = 2 * M_PI * f0 / Fs;
    float cosw0 = cosf(w0);
    float sinw0 = sinf(w0);
    float alpha = sinw0 / (2 * Q);

    f->b0 = f->b2 = 1;
    f->b1 = -2 * cosw0;
    f->a1 = -2 * alpha * cosw0;
    f->a2 = alpha * alpha;

    f->x1 = 0;
    f->x2 = 0;
    f->y1 = 0;
    f->y2 = 0;
}

float TrapFilterProcess(TrapFilter *f, float x) {
    float y = f->b0 * x + f->b1 * f->x1 + f->b2 * f->x2
        - f->a1 * f->y1 - f->a2 * f->y2;

    f->x2 = f->x1;
    f->x1 = x;
    f->y2 = f->y1;
    f->y1 = y;

    return y;
}

其中，InitTrapFilter函数用于初始化陷波滤波器，TrapFilterProcess函数用于对输入信号进行滤波处理。

使用方法：

// 初始化陷波滤波器
TrapFilter f;
InitTrapFilter(&f, 50, 10, 1000);

// 对输入信号进行滤波处理
float x = 0.5;
float y = TrapFilterProcess(&f, x);

上述代码中，初始化了一个工频为50Hz，Q值为10，采样频率为1000Hz的陷波滤波器。然后对输入信号0.5进行了滤波处理，得到输出信号y。