?? 軟件濾波器可提高信號測量的穩(wěn)定性和精度.htm
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content=在高噪音或干擾大條件下，小型或嵌入信號測量有足夠精度和(或)穩(wěn)定性的穩(wěn)定信號。本文介紹一個簡單的軟件濾波器，借助該軟件濾波器，成本低廉的嵌入式控制系統(tǒng)能夠大幅提高精密測量的穩(wěn)定性。
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<H1>軟件濾波器可提高信號測量的穩(wěn)定性和精度</H1></B></TD></TR>
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<TD class=content>上網(wǎng)時間：2006年01月01日</TD>
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width=17 border=0> 推薦給同仁</A> <A class=maintext
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href="http://www.ed-china.com/article/quickSearch.do?action=Search&keyword=信號測量">信號測量</A>有足夠精度和(或)穩(wěn)定性的穩(wěn)定信號。本文介紹一個簡單的<A
href="http://www.ed-china.com/article/quickSearch.do?action=Search&keyword=軟件濾波器">軟件濾波器</A>，借助該軟件濾波器，成本低廉的嵌入式控制系統(tǒng)能夠大幅提高精密測量的穩(wěn)定性。
<P>最初開發(fā)下面算法是為了檢測毫安培信號中的微安培變化，后來被用到多種不同的應(yīng)用上。簡單系統(tǒng)中的傳統(tǒng)測量方法包括多樣本平均或連續(xù)積分。
<P>但存在的問題是：數(shù)據(jù)點的分散性可能太大，導(dǎo)致不能得到一個可重復(fù)的答案；某種類型的干擾(特別是大多數(shù)開關(guān)電源的干擾)將使綜合后的結(jié)果(integrated
answer)出現(xiàn)誤差。
<P>換句話說，真正的統(tǒng)計分析可能耗盡嵌入式處理器的資源。
<P>該算法假定執(zhí)行大量序列測量(比如近似連續(xù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)可能發(fā)出序列檢測)的能力能平均分配以得到最終結(jié)果。少量的交叉處理(在等待下一個ADC結(jié)果的時候)和后處理可提供一個對大多數(shù)單個結(jié)果有利的結(jié)果。
<P>存儲陣列被分配用來為后續(xù)處理保存每一個結(jié)果。樣本數(shù)量則根據(jù)不同需求和資源而有所不同。在獲得最后樣本之后，計算樣本的算術(shù)平均值，并將每個樣本(陣列元件)與平均值進行比較。對一個方向(>或者<)上的結(jié)果以及偏差進行累計(其平均值等于另一個方向的平均值)，根據(jù)下列公式計算平均值：
<P>
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<P>其中，A是修正過的結(jié)果，M是算術(shù)平均值，P是大于M的樣本號，N是小于M的樣本號，TD是由平均值得出的總偏差(僅絕對值和一個方向上的偏差)，而n是樣本號。
<P>例如，設(shè)想一個簡單系統(tǒng)取10個樣本，得到的結(jié)果是10、10、10、10、10、20、10、10、10和10。不考慮明顯誤差的結(jié)果可能會被刪除這個事實，繼續(xù)這個過程，得到的平均數(shù)是11。正樣本數(shù)為1，負樣本數(shù)為9(因此P?CN
=－8)。從平均數(shù)得來的任一方向的總偏差是9。偏差系數(shù)是－72，該系數(shù)被n的平方(100)除，得到修正指數(shù)-0.72。
<P>這個算法適應(yīng)于隨機散射，也適用于寄生干擾。請注意，正弦誤差將導(dǎo)致P-N＝0，或者是平均數(shù)無偏差。對于許多數(shù)學(xué)家來說，一個有趣的家庭作業(yè)是用不同值的n來計算各種類型干擾的排斥比(rejection
ratio)。
<P><I>作者：Bob Dvorak </I>
<P></P></TD></TR>
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