[發明專利]一種一階IIR低通濾波器

在審

• 申請號: 202210504076.2
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN114826214A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 楊峰;艾新宇
• 申請（專利權）人: 深圳市西城微科電子有限公司
• 主分類號: H03H17/04
• 分類號: H03H17/04
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 袁克來

本發明提供的一階IIR低通濾波器，配置單元配置截止頻率為上限值時獲取濾波系數數組，以得到濾波參數最大值；配置截止頻率為下限值時獲取濾波系數數組，以得到濾波參數最小值；采集單元采集待濾波數據；指標確定單元計算自適應調整指標；自適應調整單元根據濾波參數最大值、濾波參數最小值、自適應調整指標調整濾波參數，以得到調整后的濾波系數數組；濾波單元根據調整后的濾波系數數組濾除待濾波數據中的高頻噪聲。一階IIR低通濾波器采用自適應調整方式，在待濾波數據發生劇烈變化時具有更快的收斂速度，使得濾波后的數據對于原始數據的跟隨性更好，在待濾波數據保持較低波動時，使得濾波后的數據更加的平穩，濾除更多的高頻噪聲干擾。

技術領域

本發明屬于濾波器技術領域，具體涉及一種一階IIR低通濾波器。

背景技術

隨著科技的進步以及物聯網的普及，越來越多的傳感器被應用到生活中的各種場景，而單靠傳感器自身性能無法滿足人們對于穩定性和重復精度的要求，因此有越來越多的傳感器需要進行濾波處理。企業在追求降低成本、增加利潤的過程中，常常會使用低成本、低性能的濾波器。低階IIR濾波器(無限脈沖響應濾波器)因為其簡單、易用、計算量低等優點得到了廣泛的應用。

傳統的IIR濾波器系數固定，無法兼顧收斂速度與濾波效果。如果截止頻率設置較大，數據突變時收斂速度快，但濾波效果差，即仍然存在較多高頻噪聲無法濾除；如果截止頻率設置較小，濾波效果好，即高頻噪聲濾除較為干凈，但是收斂速度慢。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種一階IIR低通濾波器，能夠兼顧濾波效果和收斂速度。

一種一階IIR低通濾波器，包括：

配置單元：用于配置截止頻率為上限值時獲取濾波系數數組，以得到濾波參數最大值；配置截止頻率為下限值時獲取濾波系數數組，以得到濾波參數最小值；

采集單元：用于采集待濾波數據；

指標確定單元：用于計算待濾波數據對應的自適應調整指標；

自適應調整單元：用于根據濾波參數最大值、濾波參數最小值、自適應調整指標調整濾波參數，以得到調整后的濾波系數數組；

濾波單元：用于根據調整后的濾波系數數組濾除待濾波數據中的高頻噪聲。

優選地，濾波系數數組包括：

A＝[a(2b-a)]；

B＝[b b]；

其中，A、B為濾波系數數組，a為預設的固定值，b為濾波參數。

優選地，自適應調整指標包括第一自適應調整指標；

第一自適應調整指標包括方差指標；方差指標是指最新若干個待濾波數據的方差。

優選地，自適應調整指標包括第二自適應調整指標；

第二自適應調整指標包括差分絕對值指標；差分絕對值指標是指待濾波數據中預設步長的差分的絕對值。

優選地，自適應調整指標包括第三自適應調整指標；

第三自適應調整指標包括極差指標；極差指標是指最新若干個待濾波數據的最大值與最小值之差。

優選地，自適應調整單元具體用于：

調整濾波參數b：b＝k1×Var+k2×Diff+k3×Ran+k4；其中，k1、k2和k3分別為不同自適應調整指標的影響因子，k4為常量，Var為方差指標，Diff為差分絕對值指標，Ran為極差指標；濾波參數b的調整范圍為b_min～b_max,其中，b_max為濾波參數最大值,其中，b_min為濾波參數最小值；