机械故障诊断技术3_振动信号测取技术(3)

0 图3—30带通滤波器幅频特性

f c1 f c 2

5.品质因素Q对于带通滤波器，通常把中心频率f0和带宽B之比称为品质因素，即：Q f0 B

1.截止频率 A0设幅频特性的均值为A0。当幅频特性值下降为 2时所对应的频率，称为实际滤波器的截止频率。带通或带阻滤波器的截止频率有两个(图3—30),一个是上截止频率fc1,另一个是下截止频率fc2。

6.倍频程选择性在上下截止频率以外有一段过渡带。在过渡带频段内，幅频曲线的倾斜程度，反映了滤波器对通带频段以外其它频率成分的衰减快慢。所谓倍频程选择性是指：在两截止频率以外频率变化一倍(从fc2到2fc2。或从fc1到fc1/2)时，幅频特性的衰减量，以dB为单位。倍频程选择性越好的滤波器过渡带越陡，对通带以外的频率成分衰减越快。

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1.一阶RC低通无源滤波器1 A时， ( f ) 1, 2 ( f )与f的关系近似为一条通过原点的直线，信当待滤波信号的频率 f 号几乎不受衰减通过滤波器。RC低通滤波器是一个不失真的信号传输系统。当 f 2 时，A( f ) ,即 f f c2 2 。 2调整电路参数RC,可以改变低通滤波器的截止频率。当 f 2 时，滤波器起着积分器的作用，输出ey为 1 ey ex dt RC 1 11

2.一阶RC高通无源滤波器图3—32为高通滤波器典型电路及其幅频、相频特性。当信号频率 f 1时，A( f ) 1, ( f ) 0 2

1

说明高频成分几乎可以不受衰减地通过，这时的RC高通滤波器可视为不失真信号传输系统。当 f 1 1 1时，A( f ) ,即 f f c 2 2 时， 2 2

是高通滤波器的截止频率。当 f 1时，A ( f ) j 2 f,RC高通滤 2

波器将起到微分器的作用图3—31 RC低通滤波器幅频特性图3—32 RC高通滤波器幅频特性

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3.有源低通滤波器图3—33(a)将一阶低通滤波网络直接接到运算放大器的输入端，运算放大器的主要作用是放大低频信号，使其带负载的能力提高。图3—33 (b)中，将高通网络作为运算放大器的负反馈，起到低通滤波器的作用。该滤波器的频率响应特性主要由与Cf并联的负反馈电阻Rf决定，其时间常数τ=RfCf,截止频率 1 fc2 2 R f C f图3—33一阶有源低通滤波器

4.开关电容滤波器开关电容滤波器是20世纪70年代末期出现的新型单片滤波器，具有体积小，滤波阶次高，滤波通带可调等优点，得到广泛的应用。这种滤波器是由MOS开关、MOS电容和运算放大器构成的集成电路，以开关电容替代RC滤波器中的电阻R,这样滤波器的特性取决于开关频率和电路中有关电容的比值。例如MAX29X系

列开关电容低通滤波器的截止频率是开关频率的1/100,通过程控改变开关频率就可以获得需要的滤波器特性。

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3.7.2噪声源

3.7传输中的抗干扰技术 3.7.1噪声干扰的形成形成噪声干扰必须具备三个要素：噪声源、对噪声敏感的接收电路及噪声源接收电路间的耦合通道。因此，抑制噪声干扰的方法也相应有三个：降低噪声源的强度、使接收电路对噪声不敏感、抑制或切断噪声源与接收电路间的耦合通道。多数情况下，需在这三个方面同时采取措施。

1.内部噪声源内部噪声源是由检测系统内部和各种元器件引起的，主要有： (1)电路元器件产生的固有噪声。电路或系统内部一般都含有电阻、晶体管、运算放大器等元器件，这些元器件都会产生噪声，例如电阻的热噪声、晶体管的闪烁噪声和电子管内载流子随机运动引起的散粒噪声等。 (2)感性负载切换时产生的噪声干扰。在检测和控制系统中常常包含有许多感性负载，如交、直流继电器、接触器、电磁铁和电机等，它们都具有较大的自感。当切换这些设备时，由于电磁感应的作用，线圈两端会出现很高的瞬态电压，由此会带来一系列的干扰问题。感性负载切换时产生的噪声干扰十分强烈，单从接收电路的耦合介质方面采取被动的 (3)接触噪声。接触噪声是由于两种材料之间的不完全接触而引起导电率起伏所产生的噪声。例如：晶体管焊接处接触不良(如虚焊或漏焊),继电器触点之间、插头与插座之间、电位器滑臂与电阻丝之间的不良接触等都会产生接触噪声。这三种噪声引起的干扰通常叫做固定干扰。另外内部噪声干扰中还有一种过渡干扰，它是电路在动态工作时引起的干扰。固定干扰是引起测量随机误差的主要原因，一般很难消除，主要靠改进工艺和元器件质量来抑制。

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2.外部噪声源外部噪声源主要来自自然界以及检测系统周围的电气设备，是由使用条件和外界环境决定的，与系统本身的结构无关，主要有： (1)天体和天电干扰。天体干扰是由太阳或其他恒星辐射电磁波产生的干扰。天电干扰是由雷电、大气的电离作用、火山爆发及地震等自然现象所产生的电磁波和空间电位变化所引起的干扰。 (2)放电干扰。放电干扰是指电动机的电刷和整流子间的周期性瞬间放电，。电焊、电火花加工机床、电气开关设备中的开关通断，电气机车和电车导电线与电刷间的放电等对邻近检测系统的干扰。 (3)射频干扰。电视广播、雷达及无线电收发机等对邻近检测系统的干扰，称为射频干扰。 (4)工频干扰。大功率输、配电线与邻近测试系统的传

输通过耦合产生的干扰，称为工频干扰。

3.7.3噪声的耦合方式 1.静电耦合(电容性耦合)静电耦合产生的干扰主要是指由于两个电路之间存在寄生电容，产生静电效应而引起的干扰，如图 3—38所示。图中，导线1是干扰源，导线2为检测系统传输出线，Cl、C2为导线1、2的寄生电容，C12是导线1和2之间的寄生电容，R为导线2被干扰电路的等效输入阻抗。

图3—38静电耦合

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2.电磁耦合(电感性耦合)电磁耦合又称互感耦合，是由于两个电路间存在互感，如图3—39所示。图中导线l为干扰源，导线2为检测系统的一段电路，设导线1、2间的互感为M。当导线l中有电流，1变化时，根据电路理论，则通过电磁耦合产生一个互感干扰电压，干扰耦合方式主要为这种电感性耦合。

3.阻抗耦合共阻抗耦合干扰是由于两个或两个以上电路有公共阻抗，当一个电路中的电流流经公共阻抗产生压降时，就形成对其他电路的干扰电压，如图3—40所示，共阻抗耦合干扰主要有电源内阻抗的耦合干扰、公共地线耦合干扰和输出阻抗耦合干扰三种方式。其在测量装置的放大器中是很常见的干扰，由于它的影响，使放大器工作不稳定，很容易产生自激振荡，破坏正常工作。

ZL In

Zc

Unc

图3—40阻抗耦合图3—39电磁耦合

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4.漏电流耦合由于绝缘不良，流经绝缘电阻R的漏电流对检测装置引起的干扰叫做漏电流耦合。图3—41表示了漏电流引起干扰的等效电路。漏电流耦合经常发生在用仪表测量较高的直流电压的场合，或在检测装置附近有较高的直流电压源时，或在高输入阻抗的直流放大器中。

3.7.4噪声的干扰模式 1.差模干扰差模干扰是指干扰电压与有效信号串联叠加后作用到检测装置的输入端，又称 Un串模干扰、正态干扰、常态干扰或横向干扰等，如图图3—42所示。差模干扰通常来自高压输电线、与信号线平行铺设的电源线及大电流控制线所产生的空向电磁场。Um

Rn En Unc Zc

图3—41漏电流耦合

图3—42差模干扰

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2.共模干扰共模干扰是指检测装置两个输入端对地共有的干扰电压，又称纵向干扰、对地干扰、同相干扰、共态干扰等。造成共模干扰的主要原因是被测信号的参考接地点和检测装置输入信号的参考接地点 …… 此处隐藏：2859字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……