A Notch szűrők megértése
Definíció: Mi az a Notch szűrő?
Bevágásszűrő (más néven sávszűrő, sávelnyomó szűrő vagy frekvenciacsapda) egy frekvenciaszelektív jelfeldolgozó elem, amely erősen csillapítja rezgés egy keskeny frekvenciasávon belüli komponenseket, miközben az ezen a sávon kívüli összes frekvenciát lényegében változatlanul engedi át. A bevágásszűrő a sáváteresztő szűrő ellentéte: ahelyett, hogy átengedne egy sávot és minden mást blokkolna, egy adott sávot blokkol, és minden mást átenged.
A bevágásszűrőket a következőkben használják: rezgéselemzés a domináns interferencia (60 Hz-es elektromos zaj) eltávolítására, a túlnyomórészt jelenlévő rezgési komponensek (nagyon magas 1×-es aszimmetria, amely elfedi a többi jelet) kiküszöbölésére, vagy a diagnosztikai információkat elfedő rezonanciák elnyomására. Lehetővé teszik a domináns frekvenciák “körüli látását”, hogy feltárják a gyengébb, de diagnosztikailag fontos komponenseket.
Szűrő jellemzői
Középső (bevágásos) frekvencia
- A maximális csillapítás frekvenciája
- A frekvencia “ki van húzva”
- Adott interferenciára vagy nem kívánt frekvenciára hangolva
- Csillapítás jellemzően 40-60 dB középen
Bevágás sávszélesség
- Keskeny bevágás: Elutasítja a nagyon szelektív frekvenciatartományt (magas Q)
- Széles bevágás: Szélesebb frekvenciasávot elutasít (alacsony Q)
- Q-tényező: Középfrekvencia / Sávszélesség
- Tipikus: Q = 10-50 rezgési alkalmazásokhoz
Csillapítási mélység
- Mennyivel csökken a bevágási frekvencia
- Tipikusan 40-60 dB (100-1000× csökkentés)
- A magasabb rendű szűrők mélyebb bevágásokat biztosítanak
- A szomszédos frekvenciákat minimálisan érinti
Gyakori alkalmazások
1. Elektromos interferencia eltávolítása
Hálózati zaj kiküszöbölése:
- 60 Hz-es bevágás: Eltávolítja a 60 Hz-es elektromos jelátalakítást Észak-Amerikában
- 50 Hz-es bevágás: Eltávolítja az 50 Hz-es interferenciát Európában/Ázsiában
- Felharmonikusok: További bevágások 120/180/240 Hz vagy 100/150/200 Hz frekvencián
- Haszon: Tisztább spektrum, amely feltárja a mechanikai rezgést
- Vigyázat: Ne használja, ha a 2× hálózati frekvencia (120/100 Hz) diagnosztikai értékkel bír.
2. Domináns komponens elnyomása
- Súlyos egyensúlyhiány: Vágja ki az elsöprő 1×-es bevágást, hogy lássa a többi alkatrészt
- Nagy sebességfokozatú háló: A csapágyfrekvenciák feltárásához távolítsa el a domináns fogaskerék-kapcsolást
- Erős rezonancia: A gerjesztés észleléséhez el kell nyomni a szerkezeti rezonanciát
- Cél: Rejtett diagnosztikai információk megjelenítése
3. Érzékelőrezonancia kiküszöbölése
- Távolítsa el az érzékelő rögzítési rezonanciájának képhibáit
- Bevágás a szerelési rezonanciafrekvencián (a szerelési módtól függően változik)
- Biztosítja, hogy a mérések a gépet, ne az érzékelőt tükrözzék
4. Álnevetítő tárgyak elkerülése
- Kiemelkedő magas frekvenciák a mintavételezés előtt
- Megakadályozza az ismert erős komponensek aliasingolását
- Kiegészíti az élsimító aluláteresztő szűrőt
Tervezési szempontok
Bevágás szélességének kiválasztása
Keskeny bevágás (magas Q)
- Előny: Egyetlen frekvencia sebészeti eltávolítása, minimális hatással a szomszédosakra
- Hátrány: A frekvenciának pontosan ismertnek és stabilnak kell lennie
- Példa: 60,0 Hz ± 0,5 Hz bevágás elektromos interferenciához
Széles bevágás (alacsony Q)
- Előny: Frekvenciaváltozások rögzítése, kevésbé kritikus hangolás
- Hátrány: Befolyásolhatja a megtartani kívánt frekvenciákat
- Példa: 1× ± 5 Hz a sebességingadozással járó aszimmetria kiküszöbölésére
Mélység kontra szélesség kompromisszum
- A mélyebb bevágások (> 60 dB) gyakran szélesebb sávszélességet igényelnek.
- A nagyon keskeny bevágások nem biztos, hogy mély csillapítást biztosítanak
- Optimalizálás az alkalmazás követelményei alapján
Előnyök és korlátozások
Előnyök
- Eltávolítja a domináns zavaró frekvenciákat
- Felfedi a maszkolt diagnosztikai komponenseket
- Javítja a dinamikatartomány használatát
- Lehetővé teszi a gyengébb, de fontos jelekre való fókuszálást
Korlátozások és figyelmeztetések
- Eltávolítja az információkat: A bevágott frekvenciatartalom véglegesen elveszett
- Elrejtheti a problémákat: Ha a bevágásos frekvenciának diagnosztikai értéke van, a probléma nem került felismerésre.
- Fázis torzítás: A bevágásszűrők jelentősen befolyásolhatják a fázisközeli bevágásfrekvenciát
- Csengetés: Az éles bevágások időtartománybeli műtermékeket hozhatnak létre
- Óvatosan használja: Kiegészítené, nem pedig helyettesítené a szűretlen elemzést
Bevált gyakorlatok
Mikor használjunk bevágásszűrőket?
- Ismert interferencia (elektromos zaj), amely elhomályosítja a méréseket
- Domináns komponens (súlyos kiegyensúlyozatlanság), amely megakadályozza a dinamikus tartomány kihasználását
- Miután a szűretlen elemzés megerősítette, hogy a bevágott frekvencia nem diagnosztikai jellegű
- Gyenge jelek feltárása részletes vizsgálat céljából
Mikor NEM szabad használni
- Rutin szűrővizsgálatok (általános diagnosztikához szűretlenül)
- Amikor a bevágott frekvencia diagnosztikai értékkel bír
- A teljes szűretlen spektrum előzetes megértése nélkül
- A tényleges interferenciaforrás rögzítésének helyettesítőjeként
Dokumentáció
- Mindig dokumentálja, ha bevágásos szűrőt használ
- Rögzítse a bevágási frekvenciát és a sávszélességet
- Szűretlen adatok megőrzése referenciaként
- Jegyezze fel a bevágásos szűrés okát
Végrehajtás
Hardveres bevágásszűrők
- Fix frekvencia (jellemzően 50 vagy 60 Hz)
- Szükség szerint be-/kikapcsolható
- Analóg áramkör a műszerben
- Valós idejű működés
Szoftveres bevágásszűrők
- Digitalizált adatokra alkalmazva
- Állítható középfrekvencia és sávszélesség
- Különböző bevágási paramétereket tesztelhet
- Roncsolásmentes (az eredeti adatok megőrződnek)
A bevágásszűrők speciális jelfeldolgozó eszközök, amelyek szelektíven eltávolítják a keskeny frekvenciasávokat a rezgésjelekből. Bár hatékonyak az interferencia kiküszöbölésében és a maszkolt komponensek feltárásában, a bevágásszűrőket körültekintően kell használni, teljes mértékben tisztában kell lenni azzal, hogy milyen információkat vetnek el, biztosítva, hogy a bevágásos frekvenciák ne tartalmazzanak fontos diagnosztikai tartalmat.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 