[发明专利]一种仪器仪表二级均值滤波算法

说明书

本发明公开了一种仪器仪表二级均值滤波算法，采用二级滤波，滤波参数设置为a＝11,b＝4，滤波周期131.072ms；4us采样率，采用2n作为累加次数，不采用除法器。基于FPGA高速AD采集下对采集结果进行滤波，该算法也适用于其他控制器在高速AD采集后进行有的效滤波处理。能保证仪器仪表表头的电压电流回读值的真实性和稳定性，可靠性高、滤波频率能在极宽宽度范围内灵活选择、执行效率高。

技术领域

本发明涉及一种仪器仪表，尤其涉及一种仪器仪表二级均值滤波算法。

背景技术

为了保证仪器仪表表头的电压电流回读值的真实性和稳定性，需要通过一定的处理技术，满足仪器仪表设备中对于回读电压电流等参数采集结果的滤波效果。

现有技术中：

1.有限(FIR)滤波，如图1所示：

该算法在高频率采样下当低通滤波频率越高时滤波阶数增长过大，导致占用FPGA资源过多无法综合和布局。且由于系数为整数时归一化较困难，滤波结果出现衰减；而且浮点运算占用资源较多，执行效率较低(乘法器执行效率较慢)。

2、无限(IIR)滤波：

该算法克服了有限(FIR)滤波的大部分缺点，但是对于FPGA处理器无法实现。

3、均值滤波：

其中除法操作占用时间与资源较多，而且被除数不能超过57位左右(有上限)，导致滤波频率范围不够宽。当采样频率高时，滤波频率不够低。

4、平滑均值滤波，如图2所示：

该算法需要计算效率非常高，流水方式产生均值结果，缺点是占用RAM资源过多，如果滤波阶数过大时，将导致资源占用率过高。

5、二级均值滤波，如图3所示：

该算法为两级均值算法，极大的扩展了滤波范围。加法器采用分时复用方式，两阶求和次数为2a和2b，求均值只需要截取a和b以上的结果即可，省掉了除法器的使用，降低了加法器的位数，采用分时复用的方式让两阶加法计算用一个加法器，进一步降低了资源使用率。缺点是：均值结果不是流水方式输出。

上述现有技术的滤波不能够满足仪器仪表设备中对于回读电压电流等参数采集结果的滤波效果，总结缺点有：

高采样率，低滤波频率占用资源过大；

滤波频率调节不够灵活，滤波范围不够宽。

发明内容

本发明的目的是提供一种仪器仪表二级均值滤波算法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的仪器仪表二级均值滤波算法，采用二级滤波，滤波参数设置为a＝11,b＝4，滤波周期131.072ms；

4us采样率，采用2n作为累加次数，不采用除法器。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的仪器仪表二级均值滤波算法，基于FPGA高速AD采集下对采集结果进行滤波，该算法也适用于其他控制器在高速AD采集后进行有的效滤波处理，可靠性高、滤波频率可在极宽宽度范围内灵活选择、执行效率高。

附图说明

图1为现有技术中有限(FIR)滤波算法示意图；

图2为现有技术中平滑均值滤波算法示意图；

图3为现有技术中二级均值滤波算法示意图；

图4为本发明实施例提供的仪器仪表二级均值滤波算法示意图。

具体实施方式