通常，信號的頻譜處於有限的頻率範圍內，而噪聲的頻譜則散布在很廣的頻率範圍內

，為了消除噪聲
，可以把FIR濾波器或者IIR濾波器設計成合適的頻帶濾波器，進行頻域濾波。

 

一般濾波器可以分為經典濾波器和數字濾波器。

 

經典濾波器：假定輸入信號中的有用成分和希望去除的成分各自占有不同的頻帶。如果信號和噪聲的頻譜相互重迭，經典濾波器無能為力。比如 FIR 和 IIR 濾波器等。

 

現代濾波器：從含有噪聲的時間序列中估計出信號的某些特征或信號本身。現代濾波器將信號和噪聲都視為隨機信號。包括 Wiener Filter
、Kalman Filter、線性預測器、自適應濾波器等

 

 

IIR濾波器又叫IIR數字濾波器，“遞歸濾波器”。遞歸濾波器，也就是IIR數字濾波器，顧名思義，具有反饋。IIR數字濾波器是一類遞歸型的線性時不變因果係統。

 

特點：

 

lIR數字濾波器的係統函數可以寫成封閉函數的形式，具有反饋回路；

 

IIR數字濾波器的相位非線性，相位特性不好控製，隨截止頻率變化而變化，對相位要求較高時，需加相位校準網絡
；

 

IIR濾波器有曆史的輸出參與反饋，同FIR相比在相同階數時取得更好的濾波效果；

 

IIR數字濾波器采用遞歸型結構，由於運算中的舍入處理

，使誤差不斷累積，有時會產生微弱的寄生振蕩。

 

IIR濾波原理圖

 

#define Pi 3.1415927f

/**************************************************************************

函數原型：void Calculate_FilteringCoefficient(float Time, float Cut_Off)

功    能：iir低通濾波參數計算

**************************************************************************/

void Calculate_FilteringCoefficient(float Time, float Cut_Off)

{

ACC_IIR_FACTOR = Time /( Time + 1/(2.0f*Pi*Cut_Off) );

// ACC_IIR_FACTOR為IIR濾波器因數

}

/**************************************************************************

函數原型： void ACC_IIR_Filter(struct _acc *Acc_in,struct _acc *Acc_out)

功    能： iir低通濾波

**************************************************************************/

void ACC_IIR_Filter(struct _acc *Acc_in,struct _acc *Acc_out)

{

Acc_out->x = Acc_out->x + ACC_IIR_FACTOR*(Acc_in->x - Acc_out->x);

Acc_out->y = Acc_out->y + ACC_IIR_FACTOR*(Acc_in->y - Acc_out->y);

Acc_out->z = Acc_out->z + ACC_IIR_FACTOR*(Acc_in->z - Acc_out->z);

}

 

 

FIR（Finite Impulse Response）濾波器：有you限xian長chang單dan位wei衝chong激ji響xiang應ying濾lv波bo器qi
，又you稱cheng為wei非fei遞di歸gui型xing濾lv波bo器qi，是shi數shu字zi信xin號hao處chu理li係xi統tong中zhong最zui基ji本ben的de元yuan件jian，它ta可ke以yi在zai保bao證zheng任ren意yi幅fu頻pin特te性xing的de同tong時shi具ju有you嚴yan格ge的de線xian性xing相xiang頻pin特te性xing，同tong時shi其qi單dan位wei抽chou樣yang響xiang應ying是shi有you限xian長chang的de
，因yin而er濾lv波bo器qi是shi穩wen定ding的de係xi統tong。因yin此ci
，FIR濾波器在通信

、圖像處理
、模式識別等領域都有著廣泛的應用。

 

特點：

 

FIR濾波器的最主要的特點是沒有反饋回路，穩定性強
，故不存在不穩定的問題
；

 

FIR具有嚴格的線性相位，幅度特性隨意設置的同時，保證精確的線性相位；

 

FIR設計方式是線性的，硬件容易實現；

 

FIR相對IIR濾波器而言，相同性能指標時，階次較高
，對CPU的性能要去較高。

 

 

滑動平均濾波算法隻采樣一次，將一次采樣值和過去的若幹次采樣值一起求平均，得到的有效采樣值即可投入使用。如果取N個采樣值求平均
，存儲區中必須開辟N個數據的暫存區。每新采集一個數據便存入暫存區中，同時去掉一個最老數據

，保存這N個數據始終是最新更新的數據。采用環型隊列結構可以方便地實現這種數據存放方式。

 

#define Filter_Num 2

/**************************************************************************

函數原型： void Gyro_Filter(struct _gyro *Gyro_in,struct _gyro *Gyro_out)

功    能： gyro窗口滑動濾波

**************************************************************************/

void Gyro_Filter(struct _gyro *Gyro_in,struct _gyro *Gyro_out)

{

static int16_t Filter_x[Filter_Num],Filter_y[Filter_Num],Filter_z[Filter_Num];

static uint8_t Filter_count;

int32_t Filter_sum_x=0,Filter_sum_y=0,Filter_sum_z=0;

uint8_t i=0;

 

Filter_x[Filter_count] = Gyro_in->x;

Filter_y[Filter_count] = Gyro_in->y;

Filter_z[Filter_count] = Gyro_in->z;

 

for(i=0;i<Filter_Num;i++)

{

Filter_sum_x += Filter_x[i];

Filter_sum_y += Filter_y[i];

Filter_sum_z += Filter_z[i];

}

 

Gyro_out->x = Filter_sum_x / Filter_Num;

Gyro_out->y = Filter_sum_y / Filter_Num;

Gyro_out->z = Filter_sum_z / Filter_Num;

 

Filter_count++;

if(Filter_count == Filter_Num)

Filter_count=0;

}