电工基础

电工基础知识_电工技术-电工最常见电路

一阶低通滤波器c语言

时间:2017-07-05 17:32来源:未知 作者:y930712 点击:
1. 一阶滤波算法的原理 一阶滤波,又叫一阶惯性滤波,或一阶低通滤波。是使用软件编程实现普通硬件RC低通滤波器的功能。 一阶低通滤波的算法公式为: Y(n)=X(n) (1-)Y(n-1) 式中:=滤波
(责任编辑:admin)

1. 一阶滤波算法的原理

一阶滤波,又叫一阶惯性滤波,或一阶低通滤波。是使用软件编程实现普通硬件RC低通滤波器的功能。

一阶低通滤波的算法公式为:
Y(n)=αX(n) (1-α)Y(n-1)

式中:α=滤波系数;X(n)=本次采样值;Y(n-1)=上次滤波输出值;Y(n)=本次滤波输出值。
一阶低通滤波法采用本次采样值与上次滤波输出值进行加权,得到有效滤波值,使得输出对输入有反馈作用。

2. 一阶滤波算法的程序(适用于单个采样)

[cpp] view plain copy
1. #define a 0.01 // 滤波系数a(0-1)
2.
3. char value; //滤波后的值
4. char new_value; // 新的采样值
5.
6. char filter()
7. {
8. char new_value;
9. new_value = get_ad();
10. return 0.01*value + (1-0.01)*new_value;
11. }

[cpp] view plain copy
1. </pre><pre>

3. 一阶滤波算法的不足

1. 关于灵敏度和平稳度的矛盾

滤波系数越小,滤波结果越平稳,但是灵敏度越低;
滤波系数越大,灵敏度越高,但是滤波结果越不稳定。

一阶滤波无法完美地兼顾灵敏度和平稳度。有时,我们只能寻找一个平衡,在可接受的灵敏度范围内取得尽可能好的平稳度。而在一些场合,我们希望拥有这样一种接近理想状态的滤波算法。即:

当数据快速变化时,滤波结果能及时跟进(灵敏度优先);
当数据趋于稳定,在一个固定的点上下振荡时,滤波结果能趋于平稳(平稳度优先)。

2. 关于小数舍弃带来的误差

一阶滤波算法有一个鲜为人知的问题:小数舍弃带来的误差。 比如: 本次采样值=25,上次滤波结果=24,滤波系数=10, 根据滤波算法:
本次滤波结果=(25*10+24*(256-10))/256=24.0390625
但是,我们在单片机运算中,很少采用浮点数。因此运算后的小数部分要么舍弃,要么进行四舍五入运算。这样一来,本例中的结果24.0390625就变成了24。假如每次采样值都=25,那么滤波结果永远=24。也就是说滤波结果和实际数据一直存在无法消除的误差。

织梦二维码生成器
------分隔线----------------------------
栏目列表
推荐内容