AD采样滤波方法详解：10种技术与优缺点

本文介绍了10种AD采样的软件滤波方法，旨在提高数字信号处理的准确性和稳定性，减少噪声和干扰的影响。 1. 限幅滤波法 这种方法基于设定的最大偏差值A，当连续两次采样值的差值不超过A时，新值被认为是有效的；如果超过A，则采用上一次的值。这种方法对偶然的脉冲干扰有较好的抑制效果，但无法处理周期性干扰，且平滑度较低。 2. 中位值滤波法 中位值滤波法通过连续采样N个数据（N为奇数），将它们排序后取中间值作为有效值。它对偶然波动干扰有很好的过滤效果，适合于变化缓慢的参数，如温度和液位，但对于快速变化的参数（如流量和速度）不适用。 3. 算术平均滤波法 算术平均滤波法是连续取N个采样值求平均，N值的选择影响平滑度和灵敏度。大N值提供更好的平滑效果，但灵敏度降低；小N值反之。适用于随机干扰的信号，如流量和压力的平均值计算，但不适合实时控制和计算资源有限的场景。 4. 递推平均滤波法 递推平均滤波法使用固定长度N的队列，新数据替换旧数据，然后对队列内的N个数据求平均。这种方法对周期性干扰有强抑制效果，适用于高频系统，但灵敏度较低，对脉冲干扰的抑制不足，且需要较多内存。 5. 中位值平均滤波法 结合了中位值滤波和算术平均滤波，先去掉最大和最小值，再对剩余数据求平均。这种方法综合了两种滤波法的优点，能有效消除脉冲干扰，但计算速度较慢，且内存消耗较高。 6. 限幅平均滤波法 这种方法限制了新值与历史平均值之间的差异，如果超出限制，则使用历史平均值。它对周期性干扰有一定抑制，但对脉冲干扰的处理能力有限。 7. 滑动窗口滤波法 类似于递推平均滤波，但窗口大小可以灵活调整，适用于不同速率变化的信号。 8. 巴特沃斯滤波器 一种线性相位的数字滤波器，通过设计滤波器系数实现特定频率响应，对指定频段内的信号进行衰减或提升。 9. 带通滤波法 只允许特定频率范围内的信号通过，抑制其他频率成分，适用于需要隔离特定频率信号的场景。 10. 预测误差滤波法 基于模型预测，通过最小化预测误差来滤波，常用于系统状态估计和控制。 这些滤波方法各有优缺点，适用于不同的应用环境和信号特性。选择合适的滤波方法取决于具体系统的需求，如抗干扰能力、计算资源、信号变化速度等因素。在实际应用中，可能需要结合多种滤波技术，以达到最佳的信号处理效果。