1引言
在前向測試通道上採用的抗幹擾措施中，濾波方法是抑制幹擾的一種有效途徑。在工業現場中，可利用硬體濾波器電路或軟體濾波器算法提高測試數據的準確性。硬體濾波措施是使用較多的一種方法，技術比較成熟，但同時也增加了設備，提高了成本，而且電子設備的增加有可能帶來新的幹擾源。而採用軟體濾波算法不需增加硬體設備，可靠性高，功能多樣，使用靈活，具有許多硬體濾波措施所不具備的優點，當然它需要佔一定的運行時間。
2常用的幾種軟體濾波方法
（1）中值濾波法：即每次
取N個AD值，去除其中的最大值和最小值而取剩餘的N-2個A/D轉換值的平均值。
（2）程序判斷濾波法：即根據經驗確定出兩次採樣的最大偏差ΔY，若先後兩次採樣的信號相減數值大於ΔY，表明輸入為幹擾信號，應去除；用上次採樣值與本次採樣值比較，若小於或等於Δ Y，表明沒有受到幹擾，此時本次採樣值有效，這樣可以濾去隨機幹擾和傳感器不穩定而引起的誤差。
（3）利用格拉布斯(Grubbs)準則進行處理：根據誤差理論，要有效地剔除偶然誤差，一般要測量10次以上，兼顧到精度和響應速度，取15次為一個單位。在取得的15個數據中，有些可能含有較大的誤差，需要對它們分檢，剔除可疑值，提高自適應速度。對可疑值的剔除有多種準則，如萊以達準則、肖維勒（Chauvenet）準則、格拉布斯（Grubbs）準則等。以Grubbs準則為例，它認為若某測量值 xi對應的殘差Vi滿足下式
|Vi|=| xi-|>g(n，a)× σ(X)
時應將該數據捨去。式中，為n次採集到的AD 值的平均值，=(∑xi)/n ；σ(X)為測量數據組的標準差，由貝塞爾函數可得： σ(X)=[(∑Vi2 )/(n-1)]1/2；g(n， a)是取決於測量次數n和顯著性水平a (相當於犯「棄真」 錯誤的概率係數)，a通常取0.01或0.05。通過查表可得：當 n="15時"，a=0.05, g(n，a)=2.41。
把15次採集到的AD值存入一個數組中然後求平均值，計算殘差，求標準差σ(X)。將殘差絕對值與2.41倍的標準差σ(X)比較。剔除可疑值以後，再求平均值，求出新的平均值以後，應再重複以上過程，驗證是否還有可疑值存在。據我們對測量裝置大量的實際測試結果看，這樣做沒有什麼必要，因為一般只有第一遍即可達到要求。
然而這種方法也有它的不足, 利用Grubbs準則需要處理大量的數據，而在一般的工業現場測試設備中，儀表結構大多採用嵌入式結構，如AVR單片機。這些MCU程序空間和數據空間有限，若處理大量數據，難以滿足資源要求。而且，由於Grubbs準則要求MCU進行大量數據處理，使得系統降低了信號採集速率，影響實時性。
3.AD7705內置的數字濾波器
上述的幾種軟體濾波方法對抑制個別的異常數據方面具有一定作用，然而對於由工頻幹擾引起的平穩隨機幹擾信號不太理想。隨著近幾年來集成電路的快速發展，一些數字濾波器也集成到數據處理晶片當中，而且數字濾波器的設計參數通過軟體可編程實現，具有極大的靈活性和實用性。
3.1 晶片介紹及應用
目前市場上由美國AD公司新近推出的AD7705 就是一例[1]。它是內置了數字濾波器的帶信號調理電路的16位A/D轉換器件，可應用於低頻測量的2通道的模擬前端。該器件可以接受直接來自傳感器的低電壓輸入信號，然後產生串行的數字輸出，利用∑-Δ轉換技術實現16位無丟失代碼性能。選定的輸入信號被送到一個基於模擬調製器的增益可編程專用前端，片內數字濾波器處理調製器的輸出信號，通過片內控制寄存器可調節濾波器的截止點和輸出更新率，從而對數字濾波器的第一個陷波進行編程。
AD7705有以下幾個特點：
（1）差分輸入通道ADC，具有16位無丟失代碼和0.003%非線形誤差；
（2）MCU的接口為串行的三線接口模式；
（3）可編程增益1～128，信號極性以及更新速率配置有工作寄存器，通過對寄存器的操作可以選擇等；
（4） 器件還包括自標定和系統校準功能，以消除器件本身或系統的增益和編程誤差；
（5） 內帶數位訊號處理電路，由軟體可編程進行設置。
引腳排列如圖1。
主要管腳說明如下：
MCLK IN：為轉換器提供主時鐘信號，能以晶體/諧振器或外部時鐘的形式提供。
MCLK OUT：當主時鐘為晶體/諧振器時，晶體諧振器被接在MCLK IN和MCLK OUT之間；如果在MCLK IN引腳處連接一個外部時鐘，MCLK OUT將提供一個反向時鐘信號。
CS ：片選，低電平有效的邏輯輸入。
A1N2(+)[A1N1]：對於AD7705，差分模擬輸入通道2的正輸入端；對於AD7706，模擬輸入通道1的輸入端。
A1N1(+)[A1N2]：差分模擬輸入通道1的正輸入端。
A1N1(-)[COMMON]：差分模擬輸入通道1的負輸入端。
A1N2(-)[A1N3]：差分輸入模擬通道2的負輸入端。