Memahami Penapis Band-Pass
Definisi: Apakah itu Penapis Band-Pass?
Penapis laluan jalur (BPF) ialah elemen pemprosesan isyarat selektif frekuensi yang membolehkan getaran komponen dalam jalur frekuensi tertentu untuk dilalui sambil melemahkan komponen di bawah dan di atas jalur itu. Ia menggabungkan ciri penapis laluan tinggi (menyekat frekuensi rendah) dan penapis laluan rendah (menyekat frekuensi tinggi) untuk mencipta "tetingkap" yang hanya melalui julat frekuensi pertengahan yang dipilih. Penapis laluan jalur ditentukan oleh kekerapan pusat, lebar jalur dan susunan/kecuraman penapis.
Dalam analisis getaran, penapis laluan jalur adalah penting untuk analisis sampul surat (mengasingkan frekuensi hentaman galas), diagnostik terfokus (memeriksa julat frekuensi tertentu), dan menghapuskan getaran yang tidak diingini di luar jalur frekuensi yang diminati untuk meningkatkan nisbah isyarat-ke-bunyi dan kejelasan pengukuran.
Parameter Penapis
Kekerapan Pusat (f0)
- Tengah jalur laluan
- Kekerapan tindak balas penapis maksimum
- Dipilih berdasarkan kandungan kekerapan yang diminati
- Biasanya dipilih untuk memadankan resonans atau kekerapan kerosakan
Lebar Jalur (BW)
- Definisi: Julat kekerapan antara -3 mata dB (f_high – f_low)
- Jalur sempit: BW < 10% frekuensi tengah (sangat selektif)
- Jalur Lebar: BW > 50% frekuensi tengah (kurang selektif)
- Faktor Q: Q = f0 / BW (Q lebih tinggi = lebih sempit, lebih selektif)
Ciri-ciri Penapis
- Potongan Bawah (f_low): Kekerapan di mana cerun yang lebih rendah mencapai -3 dB
- Potongan Atas (f_high): Kekerapan di mana cerun atas mencapai -3 dB
- Faktor Bentuk: Nisbah jalur henti kepada lebar jalur laluan (ukuran selektiviti)
Aplikasi dalam Analisis Getaran
1. Analisis Sampul Surat (Aplikasi Utama)
Langkah pertama yang kritikal dalam pengesanan kecacatan galas:
- Pemilihan Band: 500 Hz – 10 kHz atau 1 kHz – 20 kHz biasa
- Tujuan: Asingkan resonans galas frekuensi tinggi yang teruja oleh hentaman
- Proses: BPF → pengesanan sampul surat → FFT daripada sampul surat
- Keputusan: Dipertingkatkan frekuensi kerosakan galas jelas kelihatan
2. Analisis Jalur Resonans
- Tapis di sekeliling frekuensi resonans struktur atau galas
- Mengasingkan tenaga pada resonans daripada frekuensi lain
- Menilai pengujaan dan tindak balas pada mod tertentu
- Berguna untuk penyelesaian masalah resonans
3. Pengasingan Julat Kekerapan
- Fokus pada julat frekuensi diagnostik tertentu
- Contoh: 10-100 Hz untuk analisis frekuensi rendah
- Mengeluarkan hanyutan frekuensi rendah dan hingar frekuensi tinggi
- Meningkatkan kejelasan untuk frekuensi yang diminati
4. Pengasingan Gear Mesh
- BPF berpusat pada frekuensi mesh gear
- Melepasi frekuensi jaringan dan jalur sisi
- Menyekat peringkat gear dan frekuensi galas lain
- Mendayakan analisis gear terfokus
Reka Bentuk Penapis Band-Pas
Laluan Rendah dan Laluan Tinggi Berlatarkan
Pelaksanaan yang paling biasa:
- Penapis laluan tinggi menyekat frekuensi di bawah f_low
- Penapis laluan rendah menyekat frekuensi di atas f_high
- Gabungan siri mencipta laluan jalur
- Setiap penapis menyumbang kepada selektiviti keseluruhan
Reka Bentuk Laluan Jalur Langsung
- Dioptimumkan sebagai penapis tunggal dan bukannya lata
- Lebih kompleks tetapi boleh mencapai ciri yang lebih baik
- Digunakan dalam aplikasi khusus
Pertimbangan Praktikal
Tukar Ganti Pilihan Lebar Jalur
Jalur Lebar Sempit
- Kelebihan: Selektif yang lebih baik, penolakan yang lebih kuat terhadap frekuensi bersebelahan
- Kelemahan: Mungkin terlepas variasi frekuensi, memerlukan penalaan yang tepat
- Gunakan: Apabila frekuensi tepat diketahui dan stabil
Lebar Jalur Lebar
- Kelebihan: Tangkap variasi frekuensi, penalaan kurang kritikal
- Kelemahan: Kurang penolakan frekuensi berdekatan yang tidak diingini
- Gunakan: Apabila frekuensi berbeza-beza atau julat frekuensi yang diperlukan
Untuk Analisis Sampul
- Kumpulan Biasa: 500-2000 Hz, 1000-5000 Hz, 5000-20000 Hz
- Pilihan: Pilih jalur dengan pengujaan resonans galas yang baik
- Sahkan: Semak spektrum pecutan mentah untuk mengenal pasti resonans
- Optimumkan: Laraskan untuk memaksimumkan isyarat kecacatan galas
Kesan Penapis pada Isyarat
Kesan Bentuk Gelombang Masa
- Bentuk gelombang yang ditapis menunjukkan hanya frekuensi dalam jalur laluan
- Muncul sebagai pembawa termodulat (jika jalur sempit)
- Mengeluarkan variasi frekuensi rendah dan hingar frekuensi tinggi
- Boleh memudahkan tafsiran bentuk gelombang
Kesan Spektrum
- Amplitud jalur laluan dikekalkan
- Amplitud jalur henti dikurangkan (biasa 40-80 dB)
- Spektrum yang lebih bersih memfokuskan pada kumpulan yang diminati
- Lantai bunyi direndahkan jika bunyi di luar jalur laluan
Penapis Band-Pass Digital lwn Analog
Penapis Analog
- Pelaksanaan perkakasan dalam laluan isyarat
- Operasi masa nyata
- Ciri-ciri tetap setelah direka
- Digunakan dalam anti-aliasing dan penyaman isyarat
Penapis Digital
- Pemprosesan perisian selepas pendigitalan
- Parameter boleh laras
- Boleh digunakan/dialih keluar selepas kutipan
- Penganalisis moden menawarkan pilihan BPF digital yang luas
Aplikasi Biasa mengikut Julat Kekerapan
Pas Jalur Frekuensi Rendah (10-200 Hz)
- Analisis ketidakseimbangan dan salah jajaran
- Pemantauan jentera berkelajuan rendah
- Asas dan getaran struktur
Pas Jalur Frekuensi Pertengahan (200-2000 Hz)
- Frekuensi mesh gear
- Frekuensi hantaran bilah/bilah
- Frekuensi kerosakan galas yang lebih rendah
Pas Jalur Frekuensi Tinggi (2-40 kHz)
- Analisis sampul surat kecacatan galas
- Kesan frekuensi tinggi
- Frekuensi ultrasonik
- Menggalas pengujaan resonans
Penapis laluan jalur ialah alat pemprosesan isyarat serba boleh yang membolehkan analisis terfokus julat frekuensi tertentu sambil menolak komponen frekuensi rendah dan tinggi yang tidak diingini. Menguasai pemilihan dan aplikasi penapis laluan jalur—khususnya untuk analisis sampul surat dan pengasingan julat frekuensi—adalah penting untuk diagnostik getaran lanjutan dan pengekstrakan maklumat diagnostik yang berkesan daripada tandatangan getaran kompleks.
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 