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运用模仿RC低通滤波器的数字等式去除ADC噪声信号

使用模拟RC低通滤波器的数字等式去除ADC噪声信号-很多系统都用一个ADC对温度和压力传感器产生的模拟数据进行采样。有时候,系统噪声或其它因素会使原本缓慢波动的数据乱跳起来。为了降低高频噪声,设计师经常会在传感器和模/数转换器级之间接一个模拟RC(电阻器-电容器)低通滤波器。但是,这种方法并不总是很理想或很实用。例如,要获得分钟级的时间常数,就需要非常大的R、C值。

许多体系都用一个ADC对温度和压力传感器发生的模仿数据进行采样。有时候,体系噪声或其它要素会使本来缓慢动摇的数据乱跳起来。为了下降高频噪声,规划师常常会在传感器和模/数转化器级之直接一个模仿RC(电阻器电容器)低通滤波器。可是,这种办法并不总是很抱负或很有用。例如,要取得分钟级的时刻常数,就需求非常大的R、C值。

图1显现的是一个模仿RC低通滤波器以及它的规划公式。去除ADC线性范围内的噪声信号还有另一种办法,即运用模仿RC低通滤波器的数字等式。该滤波器的软件只要两行C代码:

LPOUT=LPACC/K,式中滤波器的输出值为LPACC除以一个常数。 LPACC=LPACC+LPIN-LPOUT,式中增加了输入与输出之间的差值以更新LPACC。一切变量均规定为整数。

模/数转化每取得一个新的输入采样LPIN时,软件都发生一个输出值LPOUT,它由一个经低通过滤的输入采样组成。常数K值的核算要根据体系的采样速率以及滤波器所需时刻常数:K=T×SPS,其间K》1,而SPS是体系的采样速率。例如,关于一个采样速率为200次采样/秒的体系,所需时刻常数为30秒时,常数K等于6000次采样。程序输入加上一个步长改变需求6000次采样,才能在输出端到达最终值的63%左右。

低通累加器LPACC对大的时刻常数和大输入值而言能够增长到很大。它会增长到K与LPIN最大或许值的乘积。在这些情况下,需求确保LPACC不会溢出,并或许需求设定一个较大的数据类型来放置LPACC。为防止起动时持久的安稳时刻,在开端采样循环曾经,能够将LPACC初始化到K乘以电流输入值。

还能够扩大这个根本的滤波器概念,选用次序履行多个滤波器代码段,使之适合于更高阶的滤波器,然后有更好的高频按捺功能。别的,还能够对LPACC运用数组变量,并用一组对应滤波器信号的常数K值乘以各通道收集的数据。

责任编辑:gt

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