單片機(jī)軟件濾波方法對比

1、限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）

A、方法：根據(jù)經(jīng)驗判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設(shè)為A），每次檢測到新值時判斷：如果本次值與上次值之差＜=A,則本次值有效。如果本次值與上次值之差＞A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值

B、優(yōu)點：能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾。

C、缺點：無法抑制那種周期性的干擾，平滑度差。


2、中位值濾波法

A、方法：連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)），把N次采樣值按大小排列，取中間值為本次有效值。

B、優(yōu)點：能有效克服因偶然因素引起的波動干擾，對溫度、液 位的變化緩慢的被測參數(shù)有良好的濾波效果。

C、缺點：對流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜。


3、算術(shù)平均濾波法

A、方法：連續(xù)取N個采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算。N值較大時：信號平滑度較高，但靈敏度較低；N值較小時：信號平滑度較低，但靈敏度較高。N值的選?。阂话懔髁?，N=12；壓力：N=4

B、優(yōu)點：適用于對一般具有隨機(jī)干擾的信號進(jìn)行濾波，這樣信號的特點是有一個平均值，信號在某一數(shù)值范圍附近上下波動。

C、缺點：對于測量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計算速度較快的實時控制不適用，比較浪費(fèi)RAM。


4、遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）

A、方法：把連續(xù)取N個采樣值看成一個隊列，隊列的長度固定為N，每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放入隊尾,并扔掉原來隊首的一次數(shù)據(jù).(先進(jìn)先出原則)，把隊列中的N個數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算,就可獲得新的濾波結(jié)果。N值的選?。毫髁?，N=12；壓力：N=4；液面，N=4"12；溫度，N=1"4

B、優(yōu)點：對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，適用于高頻振蕩的系統(tǒng)。

C、缺點：靈敏度低 ，對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差，不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差，不適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場合，比較浪費(fèi)RAM


5、中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）

A、方法：相當(dāng)于“中位值濾波法”+“算術(shù)平均濾波法”。連續(xù)采樣N個數(shù)據(jù)，去掉一個最大值和一個最小值，然后計算N-2個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。N值的選?。?"14

B、優(yōu)點：融合了兩種濾波法的優(yōu)點，對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。

C、缺點：測量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣，比較浪費(fèi)RAM。


6、限幅平均濾波法

A、方法：相當(dāng)于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”，每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進(jìn)行限幅處理，再送入隊列進(jìn)行遞推平均濾波處理 。

B、優(yōu)點：融合了兩種濾波法的優(yōu)點，對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。

C、缺點：比較浪費(fèi)RAM。


7、一階滯后濾波法

A、方法：取a=0"1，本次濾波結(jié) 果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果。

B、優(yōu)點：對周期性干擾具有良好的抑制作用，適用于波動頻率較高的場合。

C、缺點： 相位滯后，靈敏度低，滯后程度取決于a值大小，不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號。


8、加權(quán)遞推平均濾波法

A、方法：是對遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)。通常是，越接近現(xiàn)時刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低。

B、優(yōu)點：適用于有較大純滯后時間常數(shù)的對象和采樣周期較短的系統(tǒng)。

C、缺點：對于純滯后時間常數(shù)較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度，濾波效果差。


9、消抖濾波法

A、方法：設(shè)置一個濾波計數(shù)器將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較：如果采樣值＝當(dāng)前有效值，則計數(shù)器清零如果采樣值＜＞當(dāng)前有效值，則計數(shù)器+1，并判斷計數(shù)器是否＞=上限N(溢出)，如果計數(shù)器溢出,則將本次值替換當(dāng)前有效值,并清計數(shù)器 。

B、優(yōu)點：對于變化緩慢的被測參數(shù)有較好的濾波效果，可避免在臨界值附近控制器的反復(fù)開/關(guān)跳動或顯示器上數(shù)值抖動。