[发明专利]基于FIR滤波器的数字万用表降噪方法

摘要

本发明公开了一种基于FIR滤波器的数字万用表降噪方法，在数字万用表测量电路中采用FIR滤波器测量信号进行滤波降噪；在数字万用表进行初始化时，分别采用基于粒子群算法的FIR滤波器设计方法对每个测量档位的FIR滤波器进行设计，其具体方法为：以FIR滤波器的单位冲激响应作为粒子群算法的粒子位置向量，基于FIR滤波器的滤波后信号的信噪比和FIR滤波器的均方误差来设计粒子群算法的适应度函数，迭代得到FIR滤波器；在数字万用表实际测量中，监测滤波后信号的信噪比，大于阈值时则重新进行优化，对FIR滤波器进行更新。本发明可得到兼顾信噪比性能的FIR滤波器，并且在数字万用表使用过程中实现了FIR滤波器对输入信号的适应性调整，提高数字万用表的降噪性能。

主权项

1.一种基于FIR数字滤波器的数字万用表降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在数字万用表测量电路中，采用FIR滤波器对ADC模块得到的测量信号进行滤波降噪；S2：在数字万用表初始化时，选择每个测量档位，接入输入信号，采用基于粒子群算法的FIR滤波器设计方法对每个测量档位对应的FIR滤波器进行设计，得到每个测量档位对应的FIR滤波器，保存FIR滤波器的参数、均方误差以及对应滤波后信号的信噪比SNR_r；基于粒子群算法的FIR滤波器设计方法包括以下步骤：S2.1：设置粒子群算法中的参数，包括粒子群大小M、最大迭代次数Gmax和适应度阈值Fmin，其中粒子位置向量为FIR滤波器的单位冲激响应序列；S2.2：初始化粒子群中M个粒子的位置和速度，以及FIR滤波器的均方误差参考值S2.3：令迭代次数k＝1；S2.4：采用每个粒子所对应的FIR滤波器对输入信号进行滤波，得到其滤波后信号，根据以下公式计算粒子群中每个粒子的适应度值F：F＝SNR+E其中，SNR表示滤波后信号的信噪比，表示粒子位置对应的单位冲激响应序列与理想滤波器的单位冲击响应序列的均方误差；S2.5：更新每个粒子的局部最优位置和全局最优位置，以全局最优位置的均方误差对均方差参考值进行更新；S2.6：如果k＝Gmax或Fbest＞Fmin，其中Fbest表示当前粒子群中全局最优位置的适应度值，则根据全局最优位置得到FIR滤波器的单位冲激响应序列，FIR滤波器设计完毕；否则更新粒子群中每个粒子的位置和速度，令k＝k+1，返回步骤S2.4；S3：在采用数字万用表进行实际测量时，根据所选测量档位读取FIR滤波器的参数，对FIR滤波器进行设置，并监测滤波后信号的信噪比，如果信噪比大于等于SNR_r，则不更新任何参数，否则根据当前FIR滤波器参数对粒子群算法中的粒子群进行初始化，对应均方误差作为粒子群算法中FIR滤波器的均方误差参考值重新采用基于粒子群算法的FIR滤波器设计方法对FIR滤波器进行设计，根据设计得到的FIR滤波器对保存的FIR滤波器参数、均方误差以及对应滤波后信号的信噪比SNR_r进行更新。