在常用滤波算法中,一阶滞后滤波法是一种简单有效的信号处理技术,通过结合当前采样值和上一次滤波结果,实现对信号的平滑处理。
1、一阶滞后滤波法的原理
一阶滞后滤波法的基本公式为:
本次滤波结果=(1−a)×本次采样值+a×上次滤波结果
其中,a 为滤波系数,取值范围为 0≤a≤1。该方法的优点是对周期性干扰有良好的抑制作用,适用于波动频率较高的场合。然而,它也存在相位滞后、灵敏度低的问题,且滞后程度取决于 a 值的大小,无法消除滤波频率高于采样频率一半的干扰信号。
2、一阶滞后滤波法的示例代码
#include
// 定义滤波系数a(百分比形式),这里取50%
#define FILTER_COEFFICIENT_PERCENT 50
#define FILTER_COEFFICIENT (FILTER_COEFFICIENT_PERCENT / 100.0)
// 假设get_ad()函数用于获取当前采样值,这里用随机数模拟
uint8_t get_ad() {
// 这里用随机数模拟AD采样值
return rand() % 256;
}
// 一阶滞后滤波函数
uint8_t filter(uint8_t *last_filtered_value) {
uint8_t new_value = get_ad();
uint8_t filtered_value = (uint8_t)((1.0 - FILTER_COEFFICIENT) * (*last_filtered_value) + FILTER_COEFFICIENT * new_value);
*last_filtered_value = filtered_value;
return filtered_value;
}
int main() {
uint8_t last_filtered_value = 0; // 初始化上次滤波结果
for (int i = 0; i < 10; i++) {
uint8_t current_filtered_value = filter(&last_filtered_value);
// 打印或处理当前滤波结果
printf("Filtered Value: %d\n", current_filtered_value);
}
return 0;
}
3、代码说明
FILTER_COEFFICIENT_PERCENT 和 FILTER_COEFFICIENT:定义滤波系数 a 的百分比形式和实际值。
get_ad():模拟获取当前采样值的函数,实际应用中应替换为实际的AD采样函数。
filter():一阶滞后滤波函数,接受一个指向上次滤波结果的指针,并返回当前滤波结果。
main():测试滤波函数,循环10次获取并打印滤波后的值。
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