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经典事例

抗混滤波器介绍及其效果

抗混滤波器介绍及其效果

        咱们知道:在进行动态信号测验中有必要考虑抗混滤波器,依据“奈奎斯特采样规律”: 在对模仿信号进行离散化时,采样频率f2至少应2倍于被剖析的信号的最高频率f1,即: f2≥2 f1;不然或许呈现因采样频率不够高,模仿信号中的高频信号折叠到低频段,呈现虚伪频率成分的现象(如下图所示),称之为:混叠。
见图

  
        但工程丈量中采样频率不或许无限高也不需求无限高,由于咱们一般只关怀必定频率范围内的信号成份。为处理频率混叠,在对模仿信号进行离散化收集前,选用低通滤波器滤除高于1/2采样频率的频率成份。实践仪器规划中,这个低通滤波器的截止频率(fc) 为: 

截止频率(fc)= 采样频率(fz) / 2.56 

        在进行动态信号测验中丈量仪器有必要具有抗混滤波功用,例如:在大型桥梁、楼房、机械设备等动态应变、振荡测验及剖析中,信号所包含的频率成份理论上是无量的。例如:桥梁的理论上有无限多个,但咱们只关怀对振荡奉献最大的前几阶。假如不对振荡的模仿信号进行低通抗混滤波,高阶频率很或许会混叠到低频段,构成虚伪的频率,给参数辨认带来困难.

        抗混滤波器一般指低通滤波器,但滤波器有低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器、高阻滤波器。滤波器的首要功能目标以低通滤波器为例,抱负的低通滤波器为矩形,但实践中是不或许完成的。衡量低通滤波器功能的目标首要包含以下几方面:

(1)、带内波纹度:通带的幅值精度目标,例如:带内波纹度为±0.1dB时,对幅值精度的影响约为±1%(这正是为什么一般的数采器幅值精度能够做到千分之几,一般的数采器用 很高的采样频率进行收集,不加低通滤波器。

(2)、阻带下降斜率:滤波器在到频率开端下降,下降斜率越大越好。一般选用每个倍频程的下降分贝数衡量,例如:满意工程丈量需求的阻带下降斜率约为-80dB/oct。

(3)、滤波器落差:带通到带阻差值的分贝数dB。

         值得一提的是:跟着DSP数字信号处理芯片的呈现,现代测验仪器中已选用模仿滤波加数字滤波,使滤波器功能目标日新月异。例如:带内波纹度可达±0.05dB,阻带下降斜率可到达约-200dB/oct.大大好于纯模仿滤波器。