【正文】 {7 h6 E) a6 _B、優(yōu)點： 。 a0 g相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法” C8 G R1 g: , T, u先限幅,后消抖 。 I% i6 : |/ ^如果在計數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值導(dǎo)入系統(tǒng) $ s39。M39。 {: z: M可避免在臨界值附近控制器的反復(fù)開/關(guān)跳動或顯示器上數(shù)值抖動 K7 t7 u( u K: ?C、缺點： + W2 {, A0 R k, z8 I。 O0 k3 Z+ L8 lB、優(yōu)點： . Z。 a9 J0 l* P, qamp。 r( R( K* O5 I7 C% }0 yA、方法： J T! E6 J) Y+ t( I9 |* q9 {% z設(shè)置一個濾波計數(shù)器 ) Q39。 給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低 B、優(yōu)點： 適用于有較大純滯后時間常數(shù)的對象 和采樣周期較短的系統(tǒng) C、缺點： 對于純滯后時間常數(shù)較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號9)、消抖濾波法 ! q: {amp。H,流行的一些硬件濾波器設(shè)計軟件只能解決多項式濾波器類和一些簡單類型的濾波器的設(shè)計，用途有限。F,通帶平坦度要求很高時應(yīng)該考慮用幅度均衡器解決。E,通帶指標里a,b,兩項是必要的，要求反射系數(shù)過低會使濾波器復(fù)雜性激增，反而實現(xiàn)困難。D,兩端負載電阻相差10倍以上，可考慮不用工作參數(shù)實現(xiàn)，用電壓或電流傳遞函數(shù)實現(xiàn)，但是，不能再提反射系數(shù)的要求。B,一般濾波器兩端負載電阻要求一樣，如果不一樣，用外加變量器實現(xiàn)阻抗變換。工作溫度范圍，xx C0－yy C0.2) 一些說明A,指標的提出應(yīng)該由系統(tǒng)工程師完成，與各部件設(shè)計師協(xié)商協(xié)調(diào)，把指標合理地分配給各部件，要做到指標分配有計算根據(jù)，有工藝可實現(xiàn)性根據(jù)，而不是想當然。B,非線性衰耗,。工藝性設(shè)計技術(shù)要求A,實現(xiàn)元件。d,通帶內(nèi)衰耗允許最大波動，dB,－3dB.C,阻帶指標a,阻帶頻率可分段描述，頻率數(shù)據(jù)要確切。B,通帶指標a,通帶頻率范圍，頻率數(shù)據(jù)要確切。該濾波器的頻率特性 二階濾波器1) 電路圖設(shè)計技術(shù)要求A,工作狀態(tài) 濾波器兩端的負載電阻，歐姆。 低通濾波器的上載止頻率　　　　　　　　　 RC高通濾波器 圖3.. RC高通濾波器數(shù)學(xué)模型:微分方程:　傳遞函數(shù)：幅頻特性：相頻特性：RC帶通濾波器傳遞函數(shù)：下截止頻率:上截止頻率:RC與運算放大器組成的濾波器頻率特性： RC與運算放大器組成的濾波器 ⑹濾波器因數(shù)（或矩形系數(shù)） 濾波器因數(shù)是濾波器選擇性的另一種表示方式 ，它是利用濾波器幅頻特性的 60dB帶寬與3dB帶寬的比值來衡量濾波器選擇性，記作 ，即 理想濾波器 =1，常用濾波器 =1－5，顯然， 越接近于1，濾波器選擇性越好。常用上截止頻率 與２ 之間，或者下截止頻率 之間的幅頻特性衰減量來表示。過渡帶內(nèi)幅頻特性衰減越快，對通頻帶外頻率成分的衰減能力越強，濾波器的選擇性就越好。 ⑸倍頻程選擇性 濾波器的選擇性是一個重要的性能指標。 ⑷品質(zhì)因數(shù) 值 帶通濾波器中心頻率 與帶寬 之比稱為濾波器的品質(zhì)因數(shù)，又稱 值，即 值越高，濾波器的頻率選擇性越好。 ⑶帶寬Ｂ和中心頻率 帶通濾波器上、下兩截止頻率之間的頻率范圍稱為通頻帶帶寬，或3dB帶寬，記作 = ,帶寬決定濾波器分離信號相鄰頻率成分的能力，即頻率分辨力。 ⑵截止頻率 幅頻特性值等于 所對應(yīng)的頻率稱為濾波器的截止頻率，記作 。⑴紋波幅度d 在一定頻率范圍內(nèi)，實際濾波器的幅頻特性可能有波動，d值為幅頻特性的最大波動值。為階躍響應(yīng)的上升時間 ( )至( )為時間 而濾波器帶寬為B=fc時2）、實際濾波器的技術(shù)參數(shù)理想帶通（虛線）和實際帶通（實線）。根據(jù)不失真測試條件可知，理想帶通濾波器的頻率特性為即通頻帶內(nèi)的幅頻特性為常數(shù)，通頻帶外為零，在截止頻率處出現(xiàn)直角銳變。⑷帶阻濾波器 與帶通濾波器相反，阻帶為fC1fC2，其它頻率為通帶。⑵高通濾波器 與低通濾波器相反,通頻帶為 fC1∞，f0fC1為阻帶。 22V9) 可替代72108A、74AD510 等電路 OP07內(nèi)部電路濾波器是一種選頻裝置，它允許輸入信號中的特定頻率成分通過,同時抑制或極大地衰減其它頻率成分(又稱此頻帶為阻帶)。14V8) 寬的電源電壓范圍—177。 V dc 電源電路圖 op07介紹1) 低的輸入噪聲電壓幅度— μVPP ( ～ 10Hz)2) 極低的輸入失調(diào)電壓—10 μV3) 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂— μV/ ℃4) 具有長期的穩(wěn)定性— μV/MO5) 低的輸入偏置電流—177。 圖 8. 利用穩(wěn)壓 IC 自製177。 15V dc 之電源， 110 伏特電源經(jīng)橋式整流器后，利用三端穩(wěn)壓 IC7815 與 7915 將電壓值調(diào)整至177。 15V dc ，其中 7815 為正電壓調(diào)整器用以穩(wěn)定電壓至＋ 15V dc ， 7915 則進行負電壓調(diào)整。 製作方法是利用橋式整流器與穩(wěn)壓 IC 搭配適當規(guī)格之電容構(gòu)成整流電路，將一般常用之 110 伏特電源轉(zhuǎn)為177。 然而若是欲將放大電路與感測元件整合于測試機臺中時，便無法使用電源供應(yīng)器提供運算放大器電源，此時需要自制177。 Vdc 電壓輸出接線圖 然而若是欲將放大電路與感測元件整合於測試機臺中時，便無法使用電源供應(yīng)器提供運算放大器電源，此時需要自製177。 圖 7. 電源供應(yīng)器產(chǎn)生177。 於調(diào)整時已可發(fā)現(xiàn)，儘管只旋轉(zhuǎn)其中一組電源輸出調(diào)整旋鈕，但兩組電壓輸出值會同時改變且顯示數(shù)字相同，只是一端為正，一端為負，此時即可得到一端正值、一端負值，且同為 15V dc 之輸出，其原理類似拿兩個電池頭尾相接串聯(lián)的情況。 15V dc 電壓，需先行將兩組電源輸出中其中一組之正端接上另一組之負端，剩下未接的兩個輸出端便為電源輸出端，之后將電源供應(yīng)器電源打開并將儀表板上 Tracking 鍵按下，再由板面上調(diào)整旋鈕以調(diào)整出所需之177。 15V dc 電壓。 例如欲產(chǎn)生177。 圖 6. 放大器基本輸出入關(guān)係圖 圖 放大器基本輸出入關(guān)系圖 電源供應(yīng) 3 電源供應(yīng) 電源供應(yīng)器本身具備兩組外接插孔以提供兩組電源輸出，如圖 7 所示，當需要以一正一負方式輸出電壓時，可利用電源供應(yīng)器上 Tracking 鍵之功能。 而當對放大器兩輸入端同時輸入電壓時，則是以非反相輸入端電壓值 ( V 1 ) 減去反相輸入端電壓值 ( V 2 ) ，可於輸出端得到 (V 1 － V 2 ) 經(jīng)過倍率放大後之輸出。 圖 5. 放大器輸出入電壓關(guān)係圖 圖 放大器輸出入電壓關(guān)系圖 741 運算放大器之基本動作如圖 6 所示，若在非反相輸入端輸入電壓，會於輸出端得到被放大的同極性輸出；若以相同電壓訊號在反相輸入端輸入，則會在輸出端獲得放大相同倍率後但呈逆極性之訊號輸出。 圖 3. 741 運算放大器外型圖 圖 741 運算放大器外型圖 圖 4. 741 放大器輸出入腳位圖 圖 741 放大器輸出入腳位圖 741 運算放大器使用時需於 7 、 4 腳位供應(yīng)一對同等大小的正負電源電壓＋ V dc 與－ V dc ，一旦於 2 、 3 腳位即兩輸入端間有電壓差存在，壓差即會被放大於輸出端，唯 Op 放大器具有一特色，其輸出電壓值決不會大於正電源電壓＋ V dc 或小於負電源電壓－ V dc ，輸入電壓差經(jīng)放大後若大於外接電源電壓＋ V dc 至－ V dc 之範圍，其值會等於＋ V dc 或－ V dc ，故一般運算放大器輸出電壓均具有如圖 5 之特性曲線，輸出電壓於到達＋ V dc 和－ V dc 後會呈現(xiàn)飽和現(xiàn)象。 741 運算放大器的外型與接腳配置分別如圖 3 、 4 所示。 18V dc 不等，而一般使用177。 放大器作動時的最大特點為需要一對同樣大小的正負電源，其值由177。 18V dc 不等，而一般使用177。 放大器作動時的最大特點為需要一對同樣大小的正負電源，其值由177。 圖 2. 差動運算放大器表示符號 圖 差動運算放大器表示符號 作動方式與原理 2 作動方式與原理 741 放大器為運算放大器中最常被使用的一種，擁有反相向與非反相兩輸入端，由輸入端輸入欲被放大的電流或電壓訊號，經(jīng)放大後由輸出端輸出。 通常放大器的理想增益為無窮大，實際使用時亦往往相當高（可放大至 10 5 或 10 6 倍），故差動輸入跟增益後輸出比較起來幾乎等於零。 圖 2 為運算放大器於電路中的表示符號，可看出其包含兩個輸入端，其中（＋）端為非反相 (NonInverting) 端，而（－）端稱為反相 (Inverting) 端，運算放大器的作動與此二輸入端差值有關(guān)，此差值稱為「差動輸入」。 圖 1. 運算放大器內(nèi)部等值電路 圖 運算放大器內(nèi)部等值電路 運算放大器屬於使用回授電路進行運算的高放大倍率型放大器，其放大倍率完全由外界元件所控制，透過外接電路或電阻的搭配，即可決定增益（即放大倍率）大小。 1. 運算放大器簡介 放大器最初被開發(fā)的目的是運用於類比計算機之運算電路，其內(nèi)部為複雜的積體電路 (Integrated Circuit, IC) ，亦即在單一電子元件中整合了許多電晶體與二極體，圖 1 為一般放大器之內(nèi)部等值電路。 現(xiàn)今放大器種類繁多，一般仍以運算放大器 (Operational Amplifier, Op Amp) 應(yīng)用較為廣泛，本文即針對 741 運算放大器的使用加以說明。 但有時感測器所輸出的電壓電流訊號可能非常微小，以致訊號處理時難以察覺其間的變化，故需要以放大器進行訊號放大以順利測得電流電壓訊號，而放大器所能達成的工作不僅是放大訊號而已，尚能應(yīng)用於緩衝隔離、準位轉(zhuǎn)換、阻抗匹配、以及將電壓轉(zhuǎn)換為電流或電流轉(zhuǎn)換為電壓等用途。 集成運算放大器物理量的感測在一般應(yīng)用中，經(jīng)常使用各類感測器將位移、角度、壓力、與流量等物理量轉(zhuǎn)換為電流或電壓訊號，之後再藉由量測此電壓電流訊號間接推算出物理量變化，藉以達成感測、控制的目的。于是銷售商就提供了各種各樣的運算放大器，每種都有各自不同的性能、特點和價格。既然它是真正完美的，那也應(yīng)該是免費的。 假設(shè)有一種完美的放大器，適用于任何電路設(shè)計。 顯示記錄或運用其具體測量過程為：將系桿與內(nèi)凸輪固聯(lián)并在鉆夾頭處固定一六角螺母，其螺母的每個面應(yīng)大于渦電流傳感器外徑，在一定的范圍內(nèi)調(diào)整變頻器的頻率，變化級差為5Hz，用渦電流傳感器直接檢測出主軸的頻率，由得到所測角速度，振動頻率的具體測量過程為: 將激振器系桿機架固聯(lián)，在鉆夾頭處固定一六角螺母，渦電流傳感器對六角螺母的一個平面，在一定的范圍內(nèi)調(diào)整頻器的頻率，使內(nèi)凸輪勻速轉(zhuǎn)動，用渦電流傳感器直接檢測出其頻率要選擇一個好的運算放大器，首先須了解設(shè)計對放大器的要求。對一些重要測試項目，需要將變換后的信號記錄下來，作原始資料保存，或顯示出來供測試者觀察。 信號的中間變換將傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換成便于傳輸和處理的規(guī)范信號。敏感元件直接感受被測量，轉(zhuǎn)換元件將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的信號。 傳感器能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成同一種或另一種輸出信號的器件或裝置。而某些試驗，則需用外部激勵裝置對被測對象進行激勵。 激勵源向被測對象輸入能量，激發(fā)出能充分表征有關(guān)信息又便于撿測的信號。工程信號多隨時間或空間而變化。從信息的提取和信息的采用來看，目前以電信號最為方便。因此，首先要撿測出被測對象所呈現(xiàn)的有關(guān)信號，再加以分析處理，最后將結(jié)果提交給觀察者或其它信息處理裝置、控制裝置。測試的基本任務(wù)是獲取有用的信息?；琎值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，而這個隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化，最終完成機械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。于此，通過前置器電子線路的處理，將線圈阻抗Z的變化，即頭部體線圈與金屬導(dǎo)體的距離D的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化。則線圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函數(shù)來表示。與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。2）電渦流位移（振動）傳感器的工作原理及特點　　前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。從轉(zhuǎn)子動力學(xué)、軸承學(xué)的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機械的運動狀態(tài)，主要取決于其核心—轉(zhuǎn)軸，而電渦流傳感器，能直接非接觸測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，對諸如轉(zhuǎn)子的不平衡、不對中、軸承磨損、軸裂紋及發(fā)生摩擦等機械問題的早期判定，可提供關(guān)鍵的信息。在高速旋轉(zhuǎn)機械和往復(fù)式運動機械的狀態(tài)分析，振動研究、分析測量中，對非接觸的高精度振動、位移信號，能連續(xù)準確地采集到轉(zhuǎn)子振動狀態(tài)的多種參數(shù)。1）電渦流位移（振動）傳感器能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。 通過電路可將被測金屬相對于傳感器探頭之間距離的變化轉(zhuǎn)化為電壓或電流變化。電渦流傳感器采用的是感應(yīng)電渦流原理,當帶有高頻電流的線圈靠近被測金屬時,線圈上的高頻電流所產(chǎn)生的高頻電磁場便在金屬表面上產(chǎn)生感應(yīng)電流,電磁學(xué)上稱之為電渦流。電渦流傳感器就1） 電渦流傳感器根據(jù)電磁場原理，在趨近傳感器線圈中通入高頻電流后，線圈周圍會產(chǎn)生高頻磁場，該磁場穿過