基于AVR的數(shù)字濾波器濾除工頻干擾的快速算法實(shí)現(xiàn)

將VMLAB中虛擬示波器的顯示數(shù)據(jù)導(dǎo)出到一個(gè)*.cvs文件中，用matlab讀出這些數(shù)據(jù)，并畫出不同a值對(duì)應(yīng)的輸出響應(yīng)，如圖4。從圖4可以清晰看出不同a值下算法的性能變化的大致走向。

將AD的采樣間隔設(shè)置為4ms，對(duì)應(yīng)的采樣頻率Fs就變?yōu)?50Hz，其它條件不變。通過VMLAB進(jìn)行仿真，對(duì)比結(jié)果如表4、圖5。

對(duì)比Fs=500Hz的情況，隨著采樣頻率Fs降低，50Hz頻率的幅度衰減值會(huì)逐漸增加。這主要是因?yàn)殡S著采樣頻率降低，低通濾波器的截至頻率fc也隨之降低，相應(yīng)的濾波器在50Hz處的衰減也就越來越低。根據(jù)奈奎斯特低通采樣定理，當(dāng)采樣頻率小于100Hz時(shí)，由于信號(hào)頻譜混疊，濾波器對(duì)50Hz信號(hào)的濾波效果將會(huì)變差。如果只是對(duì)緩變信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣頻率比100Hz稍大即可。但是隨著采樣頻率的降低，濾波算法的收斂時(shí)間也會(huì)增加。因此必須在算法的濾波性能和收斂時(shí)間上進(jìn)行折衷考慮。

本文提出的分配系數(shù)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，算法速度快、代碼效率高、濾波效果理想，是一種實(shí)用的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法，體現(xiàn)了將算法嵌入到具體硬件的思想。另一方面，將定點(diǎn)小數(shù)的表示形式進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，這個(gè)算法還可以用于10位或16位AD轉(zhuǎn)換精度的應(yīng)用場(chǎng)合。