Фильтр аналоговых входов
Цифровая фильтрация аналоговых сигналов
Время преобразования
Преобразование А/Д происходит не немедленно, хотя есть время τ преобразования порядка нс. В большинстве промышленных цифровых систем есть вероятность электрического шума от локальных АС сетей (50 Гц). Она даёт время преобразования 20 мс для 50 Гц.
Промышленные системы сбора данных и системы управления используют информацию, полученную от датчиков, для выработки соответствующих сигналов обратной связи, которые, в свою очередь, непосредственно управляют промышленными процессами.
В некоторых случаях в сигнале, содержащем информацию, присутствует шум, и основной целью является восстановление сигнала. Выделение сигнала из шума (фильтрация, автокорреляция, свертка) часто используются для выполнения этой задачи и в аналоговой, и в цифровой областях.
Цифровая фильтрация представляет собой один из методов защиты измерительных каналов оборудования от воздействия электромагнитных помех, шумов и наводок.
Фильтр аналогового входа обеспечивает стабильность аналоговых значений. Фильтр аналогового входа следует активизировать в приложениях, в которых входной сигнал медленно меняется с течением времени. Если речь идет о быстро меняющемся сигнале, то аналоговый фильтр активизировать не следует.
Не рекомендуется применять аналоговый фильтр у модулей, которые передают цифровые данные или сигналы тревоги. Аналоговый фильтр для ведущих модулей с RTD, термопарами и AS–интерфейсом должен быть всегда выключен.
PV фильтр. Фильтр 1 порядка на входной сигнал позволяет уменьшить некоторый шум. Фильтр 1 порядка выражается обыкновенным дифференциальным уравнением. Т – постоянная фильтра для фильтра 1 порядка.
де х-входной сигнал (с аналогового датчика процесса), y -выходной сигнал – отфильтрованный сигнал, Т – постоянная фильтра.
Величины считываются дискретно на интервале выборки . Мы имеем последовательность выборок входов xn, x n-1, x n-2 и последовательность выборок выходов y n, y n-1 , и т.д.
Тогда аппроксимируем:
Преобразуя, получаем:
Время выборки должно быть постоянным.
Входной сигнал с шумом дискретизируется при постояном интервале (обычно 0,1 до 5 с).