已知源的串扰滤波器

Question

我目前在一个实验岩石力学实验室工作，当我进行实验时，我会记录输出信号，如有效扭矩、法向力和电机速度。但是，后一个数量会在录制的通道上引起明显的串扰，我想将其过滤掉。让我举个例子： 这里上图是强信号（电机速度），下图是受串扰影响的空闲信号（蓝色是原始信号，红色是中值滤波）。空闲频道只记录噪音。我们在这里看到三个效果。电机电压变化时：

1. 噪声幅度增加
2. 空闲信号的中值偏移
3. 有一个持续约 0.1 秒的尖峰

如果我们放大大约 115 秒出现的第一个尖峰，我们会得到以下图。这似乎不是典型的三角函数类型的尖峰，而是某种电子“回声”。

我已经看到很多通过独立成分分析 (ICA) 进行盲源分离的工作，但在我的情况下这并没有被证明是有效的。但是，由于我知道导致串扰的信号的形状，因此可能有更好的方法来包含此信息。我的问题是：是否有过滤器或过滤器组合可以解决上述效果？

由于我是地质学家而不是电工或数学家，我对这类材料没有适当的背景，所以请多多包涵。我的 Python、MATLAB 和 C++ 写得很好，所以建议使用这些语言编写的算法是首选（但不是必需的）。

Answer 1

您遇到的串扰是由寄生传输线引起的。想想你典型的 FM 接收器——电线等于天线。这些影响包括寄生和电感耦合，并形成一个振荡器（这就是为什么你看不到理论上理想的 delta 尖峰的原因）

我认识到两种不同的方法：

1. 使用硬件滤波电路
2. 使用软件实现的过滤器

广告 1： 根据空闲信道上所需的带宽（最大频率/变化率），您可以确定给定抑制率的拐角频率以及所需的滤波器阶数

广告 2： 您可以实现与这些电路类似的几种类型的滤波器（IIF、FIR）。 另外，如果您还是要测量激进信号，则可以使用空闲通道上的测量来确定串扰数学模型的系统参数。使用此模型，您可以通过计算排除干扰