及少勇+李龙谭+张洪飞+郭汉明

摘要：

在研究数字信号处理的过程中，可以采用数字带阻滤波器方法来进行消除交流电产生的工频干扰，但是传统的数字滤波器在起始位置存在畸变。利用双线性变换的方法将模拟带阻滤波器转换为数字带阻滤波器，借助离散时间系统中Z变换后的系统函数设计相应的数字带阻滤波器，以此来去除被测信号中的干扰信号，并通过两种简单算法来消除数字滤波器在起始位置的畸变。对一仿真混合正弦信号进行测试，试验表明，该滤波器可以很好地消除50 Hz 的工频干扰，且该方法具有设计简单、应用方便、实用性强等特点。

关键词：

带阻滤波器； 双线性变换； 畸变

中图分类号： TP 302.1文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2016.04.012

Abstract：

In the study of digital signal processing，digital band-stop filter approach is used to resolve power frequency interference which is from the alternating current.However，distortion is generated in the starting position with traditional digital filter.Using the system function in the Z-transform of discrete-time system，and converting analog-stop filter to bilinear digital-stop filter，we design an appropriate digital band-stop filter to remove the signal interference.It can eliminate the digital filter distortion of the starting position.Simulation results of a mixed sinusoidal signal show that the interference signal could be eliminated at 50 Hz frequency by the designed filter.The method has the advantages of simple design，convenient application，strong practicability and so on.

Keywords：

band-stop filter； bilinear transformation； distortion

引言

在信号采集中经常会采到带有工频干扰的信号，工频干扰是由交流供电的基频和各高次谐波导致的谐波干扰，会对激光共焦扫描显微镜等光学仪器设备的图像采集造成干扰，导致拍摄的图像分辨率下降。所以如何在保留有用信号的同时有效地消除这一干扰，对信号处理有着重要的实际意义[1]。

数字滤波的功能就是对输入序列通过一定的数字运算以实现滤除其中不需要的频率成分，而输出有用的序列[2]。数字滤波器包括有限冲激响应（FIR）滤波器和无限冲激响应（IIR）滤波器两大类型，在相同技术指标下，IIR滤波器比FIR滤波器需要的阶数低，而且还可以利用模拟滤波器的许多现成的设计公式、数据和表格，计算的工作量小，执行速度快，并且所用的存储单元少[3-4]。……