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在微機控制系統的模擬輸入信號中，一般均含有各種噪聲和干擾，他們來(lái)自被測信號源本身、傳感器、外界干擾等。為了進(jìn)行準確測量和控制，必須消除被測信號中的噪聲和干擾。

(1) 周期性的信號，其典型代表為50Hz的工頻干擾，對于這類(lèi)信號，采用積分時(shí)間等于20ms整倍數的雙積分A/D轉換器，可有效地消除其影響；

(2) 非周期的不規則隨機信號，對于隨機干擾，可以用數字濾波方法予以削弱或濾除。

所謂數字濾波，就是通過(guò)一定的計算或判斷程序減少干擾信號在有用信號中的比重，因此他實(shí)際上是一個(gè)程序濾波。數字濾波器克服了模擬濾波器的許多不足，他與模擬濾波器相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 數字濾波器是用軟件實(shí)現的，不需要增加硬設備，因而可靠性高、穩定性好，不存在阻抗匹配問(wèn)題。

(2) 模擬濾波器通常是各通道專(zhuān)用，而數字濾波器則可多通道共享，從而降低了成本。

(3) 數字濾波器可以對頻率很低(如0.01Hz)的信號進(jìn)行濾波，而模擬濾波器由于受電容容量的限制，頻率不可能太低。

(4) 數字濾波器可以根據信號的不同，采用不同的濾波方法或濾波參數，具有靈活、方便、功能強的特點(diǎn)。

方法：根據經(jīng)驗判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值(設為A)，每次檢測到新值時(shí)判斷：如果本次值與上次值之差<=a，則本次值有效。如果本次值與上次值之差>A,則本次值無(wú)效，放棄本次值，用上次值代替本次值

優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾。

缺點(diǎn)：無(wú)法抑制那種周期性的干擾，平滑度差。

方法：連續采樣N次(N取奇數)，把N次采樣值按大小排列，取中間值為本次有效值。

優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的波動(dòng)干擾，對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果。

缺點(diǎn)：對流量、速度等快速變化的參數不宜。

方法：連續取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運算。N值較大時(shí)：信號平滑度較高，但靈敏度較低;N值較小時(shí)：信號平滑度較低，但靈敏度較高。N值的選?。阂话懔髁?，N=12;壓力：N=4

優(yōu)點(diǎn)：適用于對一般具有隨機干擾的信號進(jìn)行濾波，這樣信號的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號在某一數值范圍附近上下波動(dòng)。

缺點(diǎn)：對于測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用，比較浪費RAM。

方法：把連續取N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊列，隊列的長(cháng)度固定為N，每次采樣到一個(gè)新數據放入隊尾，并扔掉原來(lái)隊首的一次數據(先進(jìn)先出原則)，把隊列中的N個(gè)數據進(jìn)行算術(shù)平均運算，就可獲得新的濾波結果。N值的選?。毫髁?，N=12；壓力：N=4；液面，N=4~12；溫度，N=1~4

方法：相當于“中位值濾波法”+“算術(shù)平均濾波法”。連續采樣N個(gè)數據，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，然后計算N-2個(gè)數據的算術(shù)平均值。N值的選?。?~14

優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。

缺點(diǎn)：測量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣，比較浪費RAM。

方法：相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”，每次采樣到的新數據先進(jìn)行限幅處理，再送入隊列進(jìn)行遞推平均濾波處理。

優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。

缺點(diǎn)：比較浪費RAM。

方法：取a=0~1，本次濾波結果=(1-a)*本次采樣值+a*上次濾波結果。

優(yōu)點(diǎn)：對周期性干擾具有良好的抑制作用，適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合。

缺點(diǎn)： 相位滯后，靈敏度低，滯后程度取決于a值大小，不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號。

方法：是對遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時(shí)刻的數據加以不同的權。通常是，越接近現時(shí)刻的數據，權取得越大。給予新采樣值的權系數越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低。

優(yōu)點(diǎn)：適用于有較大純滯后時(shí)間常數的對象和采樣周期較短的系統。

缺點(diǎn)：對于純滯后時(shí)間常數較小，采樣周期較長(cháng)，變化緩慢的信號不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差。

方法：設置一個(gè)濾波計數器將每次采樣值與當前有效值比較：如果采樣值=當前有效值，則計數器清零如果采樣值<>當前有效值，則計數器+1，并判斷計數器是否>=上限N(溢出)，如果計數器溢出,則將本次值替換當前有效值，并清計數器 。

優(yōu)點(diǎn)：對于變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果，可避免在臨界值附近控制器的反復開(kāi)/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數值抖動(dòng)。

缺點(diǎn)：對于快速變化的參數不宜，如果在計數器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值，則會(huì )將干擾值當作有效值導入系統。

方法：相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法” 先限幅,后消抖。

優(yōu)點(diǎn)： 繼承了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點(diǎn)改進(jìn)了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免將干擾值導入系統。

缺點(diǎn)：對于快速變化的參數不宜。