การลดสัญญาณรบกวนด้วยตัวกรองดิจิทัลแบบเรียบชนิดเอ็กซ์โปเนนเชียล

Abstract

บทความวิจัยนี้ ได้พัฒนาตัวกรองแบบเรียบเอกซ์โพเนนเชียลชนิดมีเงื่อนไขและไม่มีเงื่อนไข กำจัดสัญญาณรบกวนสีขาวที่ได้ประสานรวมเข้ากับสัญญาณซายน์ของระบบไฟฟ้าและสัญญาณแรงดันขาออกของไดชาร์จภายในรถยนต์ ตัวกรองที่นำเสนอทั้งสองชนิดนี้เป็นหนึ่งชนิดของตัวกรองแบบเชิงเส้นไม่วนซ้ำ เมื่อป้อนลำดับข้อมูลขาเข้าต่อตัวกรองทั้งสองนี้ จะผลิตลำดับข้อมูลที่เรียบออกมาให้โดยปราศจากสัญญาณรบกวน จากผลการทดลองในกรณีอัตราส่วนกำลังของสัญญาณต่อกำลังของสัญญาณรบกวนมีค่าเท่ากับ 2 เดซิเบลโดยใช้สัญญาณซายน์ที่มีความถี่ 50 เฮิรตซ์ และสัญญาณแรงดันของไดชาร์จที่มีความถี่ตั้งแต่ 50 เฮิรตซ์ถึง 300 เฮิรตซ์ พบว่า ตัวกรองแบบเรียบเอกซ์โพเนนเชียลชนิดไม่มีเงื่อนไขและมีเงื่อนไขให้ประสิทธิภาพของการลดสัญญาณรบกวนได้ดีกว่าตัวกรองที่นำมาเปรียบเทียบทั้งสองชนิดคือตัวกรองมัธยฐานและตัวกรองค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ นอกจากนี้ ตัวกรองแบบเรียบเอกซ์โพเนนเชียลชนิดไม่มีเงื่อนไขให้ประสิทธิภาพสูงกว่าตัวกรองแบบเรียบเอกซ์โพเนนเชียลชนิดมีเงื่อนไขต่อการลดสัญญาณรบกวนในสัญญาณซายน์และให้ประสิทธิภาพเท่ากับตัวกรองแบบเรียบเอกซ์โพเนนเชียลชนิดมีเงื่อนไขต่อในสัญญาณแรงดันของไดชาร์จ

Noise Reduction by Using an Exponential Smoothing Digital Filter

In this paper, unconstrained and constrained exponential smoothing filters are developed to remove Gaussian noise either from sinusoidal signals of the electrical power system or from output voltage signals of the automobile dycharge. The two proposed filters being a kind of linear non-recursive filters are used to generate the elements of the smoothed response data for a given input data sequence. From the experimental results in case of signal-to-noise ratio 2 dB, the unconstrained exponential smoothing filter to both the given noise-corrupted sinusoidal signal with its frequency of 50 Hz and the given noise-corrupted output voltage discharge signal with its frequency varying from 50 Hz to 300 Hz has offered good efficiency of the noise reduction when compared with the two following filters: the median smoothing filter and the moving average smoothing filter. In addition, the unconstrained exponential smoothing filter has better efficiency than the constrained exponential smoothing filter to the given noise-corrupted sinusoidal signal, and has same efficiency as that to the given noise-corrupted output voltage discharge signal.