
实现I/O模块模拟量输入滤波的同时不引入显著延迟,需要选择具有线性相位特性的滤波器或采用预测补偿技术.对于固定频率的噪声,如工频干扰,可使用具有陡峭阻带的IIR数字滤波器,并通过相位补偿算法校正其非线性相位带来的群延迟.
在硬件上,使用无源RC一阶滤波引入的延迟最小,其群延迟在通带内基本恒定,对于多阶滤波,贝塞尔滤波器具有最平坦的群延迟特性,虽然其幅频特性滚降较慢,但对相位失真最小;在高速数据采集系统中,可以使用FIR数字滤波器,通过设计线性相位的滤波器系数,可以保证所有频率分量延迟一致;另一种思路是采用同步采样技术,例如对50Hz工频干扰,将采样频率设置为工频的整数倍,然后通过多个周期取平均来抑制干扰,这不会引入额外的信号延迟.
设计时需在Matlab或Python中进行滤波器仿真,综合评估其幅频、相频特性以及对阶跃信号的响应时间.