1、應該說數(shù)字濾波器可以有效減小50hz工頻的干擾,完全消除是不可能的。
2、以20ms為最小單位的整倍數(shù)周期濾波,可以有效減少工頻的干擾。
我們知道,設計數(shù)字濾波器,和模擬濾波器的實質(zhì),其實就是求一組系數(shù),逼近要求的頻率響應。
模擬濾波器已經(jīng)很成熟,因此,數(shù)字濾波器的設計,將s平面映射到z平面就型。采用雙線性變化法映射,可以避免多值映射產(chǎn)生的混疊現(xiàn)象。但這有個問題就,模擬域和數(shù)字域兩者的角頻率是非線性的。
1.平滑濾波器是數(shù)字濾波中較早使用的方法,該算法簡單,處理速度快,濾波效果較好,但存在明顯不足,通帶較窄,影響有用信號的分析,有嚴重削峰,設計方法略。
然后,我們根據(jù)iir和fir分兩大類。fir濾波器,可以得到嚴格的線性相位,但它的轉(zhuǎn)移函數(shù)的極點固定在原點,只能通過改變零點位置來改變性能。為了達到高的選擇性,必須使用高階。相同設計指標下,fir濾波器的階數(shù)是iir濾波器的5~10倍。而iir濾波器可以根據(jù)模擬濾波器的設計公式,數(shù)據(jù)和表格,計算量小。
首先介紹iir類,即兩種形式的notch濾波器。
2.陷波器 notch 濾波器
陷波器,是iir數(shù)字濾波器,有signal notch 濾波器,即單一頻率陷波器,以及comb notch濾波器,即梳妝濾波器。
陷波器是無限沖擊響應(iir)數(shù)字濾波器,該濾波器可以用以下常系數(shù)線性差分方程表示:
式中: x(n)和y(n)分別為輸人和輸出信號序列; ai和bi為濾波器系數(shù)。
對式(1)兩邊進行z變換,得到數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)為:
式中: zi和pi分別為傳遞函數(shù)的零點和極點。
由傳遞函數(shù)的零點和極點可以大致繪出頻率響應圖。在零點處,頻率響應出現(xiàn)極小值;在極點處,頻率響應出現(xiàn)極大值。因此可以根據(jù)所需頻率響應配置零點和極點,然后反向設計帶陷數(shù)字濾波器。