采样波形如何软件滤波

时间：2025-01-22 01:48:07 软件教程

在软件中实现采样波形的滤波可以通过多种方法来完成，每种方法都有其特定的应用场景和优缺点。以下是几种常见的软件滤波方法：

限幅滤波法

方法：根据经验判断确定两次采样允许的最大偏差值（设为A），每次检测到新值时判断，如果本次值与上次值之差大于A，则本次值无效，放弃本次值，用上次值代替本次值。

优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。

缺点：无法抑制周期性干扰，平滑度差。

中位值滤波法

方法：连续采样N次（N取奇数），把N次采样值按大小排列，取中间值为本次有效值。

优点：能有效克服因偶然因素引起的波动干扰，对温度、液位等缓慢变化的参数有良好的滤波效果。

缺点：对流量、速度等快速变化的参数不宜。

算术平均滤波法

方法：连续取N个采样值进行算术平均运算，N值较大时信号平滑度较高，但灵敏度较低；N值较小时信号平滑度较低，但灵敏度较高。

N值的选取：一般流量，N=12。

递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）：
方法：每次将新的采样值加入样本集合，并去掉最旧的采样值，通过不断迭代更新样本集合，最终得到平滑的滤波结果。
优点：适用于实时性要求较高的场合，能有效减少噪声干扰。
缺点：需要存储所有历史数据，存储开销较大。

中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）：
方法：

类似于中位值滤波法，但采用加权平均的方式，对奇数个采样值进行加权中位值计算。

优点：在抑制脉冲干扰的同时，能保留信号的快速变化特性。

缺点：计算复杂度较高。

限幅平均滤波法

方法：

结合限幅滤波法和算术平均滤波法，先对采样值进行限幅处理，再对限幅后的值进行平均滤波。

优点：既能有效抑制脉冲干扰，又能保证信号的平滑度。

缺点：参数选择较为复杂。

一阶滞后滤波法

方法：用一个滞后值（如本次采样值的滞后一次值）与当前采样值进行加权平均，权重为0.5。

优点：实现简单，适用于低频噪声的抑制。

缺点：对高频噪声抑制效果较差。

加权递推平均滤波法

方法：对采样值进行加权递推平均，权重可以根据实际情况调整。

优点：灵活性高，可以根据不同参数调整滤波效果。

缺点：需要根据实际情况调整权重，较为复杂。

消抖滤波法

方法：在限幅滤波的基础上，增加一个消抖时间，确保在脉冲干扰后系统能稳定在有效值。

优点：继承了限幅滤波和消抖的优点，改进了消抖滤波法的某些缺陷。

缺点：对于快速变化的参数不宜。

限幅消抖滤波法

方法：结合限幅滤波法和消抖滤波法，先限幅，后消抖。

优点：有效克服脉冲干扰，同时避免将干扰值导入系统。