بینڈ پاس فلٹرز کو سمجھنا
تعریف: بینڈ پاس فلٹر کیا ہے؟
بینڈ پاس فلٹر (BPF) ایک فریکوئنسی سلیکٹیو سگنل پروسیسنگ عنصر ہے جو اجازت دیتا ہے۔ کمپن ایک مخصوص فریکوئنسی بینڈ کے اندر سے گزرنے والے اجزاء اس بینڈ کے نیچے اور اس کے اوپر والے اجزاء کو کم کرتے ہوئے یہ ہائی پاس فلٹر (کم تعدد کو مسدود کرنا) اور کم پاس فلٹر (اعلی تعدد کو مسدود کرنا) کی خصوصیات کو یکجا کرکے ایک "ونڈو" بناتا ہے جو صرف ایک منتخب درمیانی تعدد کی حد سے گزرتا ہے۔ بینڈ پاس فلٹرز کی تعریف ان کی سینٹر فریکوئنسی، بینڈوتھ، اور فلٹر آرڈر/سٹیپنس سے ہوتی ہے۔.
کمپن تجزیہ میں، بینڈ پاس فلٹرز کے لیے ضروری ہیں۔ لفافے کا تجزیہ (بیئرنگ امپیکٹ فریکوئینسیز کو الگ کرنا)، فوکسڈ تشخیص (مخصوص فریکوئنسی رینجز کی جانچ کرنا)، اور سگنل ٹو شور کے تناسب اور پیمائش کی وضاحت کو بہتر بنانے کے لیے دلچسپی کے فریکوئنسی بینڈ سے باہر ناپسندیدہ وائبریشن کو ختم کرنا۔.
فلٹر پیرامیٹرز
سینٹر فریکوئنسی (f0)
- پاس بینڈ کا وسط
- زیادہ سے زیادہ فلٹر ردعمل کی فریکوئنسی
- دلچسپی کے تعدد مواد کی بنیاد پر منتخب کیا گیا۔
- عام طور پر گونج یا فالٹ فریکوئنسی سے ملنے کے لیے منتخب کیا جاتا ہے۔
بینڈوتھ (BW)
- تعریف: فریکوئینسی رینج -3 dB پوائنٹس کے درمیان (f_high - f_low)
- تنگ بینڈ: بی ڈبلیو < سنٹر فریکوئنسی کا 10% (انتہائی منتخب)
- وسیع بینڈ: BW > 50% سینٹر فریکوئنسی (کم منتخب)
- Q عنصر: Q = f0 / BW (زیادہ Q = تنگ، زیادہ منتخب)
فلٹر کی خصوصیات
- لوئر کٹ آف (f_low): فریکوئنسی جہاں نچلی ڈھلوان -3 ڈی بی تک پہنچ جاتی ہے۔
- اپر کٹ آف (f_high): فریکوئنسی جہاں اوپری ڈھلوان -3 dB تک پہنچ جاتی ہے۔
- شکل کا عنصر: پاس بینڈ کی چوڑائی سے اسٹاپ بینڈ کا تناسب (سلیکٹیوٹی کی پیمائش)
کمپن تجزیہ میں ایپلی کیشنز
1. لفافے کا تجزیہ (بنیادی درخواست)
بیئرنگ نقص کا پتہ لگانے میں پہلا اہم قدم:
- بینڈ کا انتخاب: 500 Hz - 10 kHz یا 1 kHz - 20 kHz عام
- مقصد: اثرات سے پرجوش ہائی فریکوئنسی بیئرنگ گونجوں کو الگ کریں۔
- عمل: BPF → لفافے کا پتہ لگانا → ایف ایف ٹی لفافے کا
- نتیجہ: بڑھا ہوا بیئرنگ فالٹ فریکوئنسی واضح طور پر نظر آتا ہے
2. گونج بینڈ تجزیہ
- ساختی یا بیئرنگ ریزوننس فریکوئنسی کے ارد گرد فلٹر کریں۔
- دیگر تعدد سے گونج پر توانائی کو الگ کریں۔
- مخصوص موڈ میں حوصلہ افزائی اور ردعمل کا اندازہ کریں
- گونج کی خرابیوں کا سراغ لگانے کے لیے مفید ہے۔
3. فریکوئینسی رینج آئسولیشن
- مخصوص تشخیصی تعدد کی حد پر توجہ مرکوز کریں۔
- مثال: کم تعدد تجزیہ کے لیے 10-100 Hz
- کم تعدد بڑھے اور اعلی تعدد شور کو ہٹاتا ہے۔
- دلچسپی کی تعدد کے لیے وضاحت کو بہتر بناتا ہے۔
4. گیئر میش تنہائی
- بی پی ایف گیئر میش فریکوئنسی پر مرکوز ہے۔
- میش فریکوئنسی اور سائیڈ بینڈ سے گزرتا ہے۔
- گیئر کے دوسرے مراحل اور بیئرنگ فریکوئنسی کو روکتا ہے۔
- فوکسڈ گیئر تجزیہ کو فعال کرتا ہے۔
بینڈ پاس فلٹر ڈیزائن
جھرن والا لو پاس اور ہائی پاس
سب سے عام نفاذ:
- ہائی پاس فلٹر تعدد کو f_low سے نیچے روکتا ہے۔
- کم پاس فلٹر f_high سے اوپر تعدد کو روکتا ہے۔
- سیریز کا امتزاج بینڈ پاس بناتا ہے۔
- ہر فلٹر کل سلیکٹیوٹی میں حصہ ڈالتا ہے۔
براہ راست بینڈ پاس ڈیزائن
- کاسکیڈ کے بجائے سنگل فلٹر کے طور پر آپٹمائز کیا گیا۔
- زیادہ پیچیدہ لیکن بہتر خصوصیات حاصل کر سکتے ہیں۔
- خصوصی ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے
عملی تحفظات
بینڈوتھ سلیکشن ٹریڈ آف
تنگ بینڈوتھ
- فوائد: بہتر سلیکٹیوٹی، ملحقہ فریکوئنسیوں کا مضبوط رد
- نقصانات: فریکوئنسی مختلف حالتوں سے محروم ہو سکتا ہے، عین مطابق ٹیوننگ کی ضرورت ہے۔
- استعمال کریں: جب درست تعدد معلوم اور مستحکم ہو۔
وسیع بینڈوتھ
- فوائد: تعدد کی مختلف حالتوں کو کیپچر کرتا ہے، کم اہم ٹیوننگ
- نقصانات: قریبی ناپسندیدہ تعدد کو کم مسترد کرنا
- استعمال کریں: جب تعدد مختلف ہوتی ہے یا تعدد کی حد کی ضرورت ہوتی ہے۔
لفافے کے تجزیہ کے لیے
- عام بینڈز: 500-2000 ہرٹز، 1000-5000 ہرٹز، 5000-20000 ہرٹز
- انتخاب: اچھی بیئرنگ گونج کے ساتھ بینڈ کا انتخاب کریں۔
- تصدیق کریں: گونج کی شناخت کے لیے خام ایکسلریشن سپیکٹرم چیک کریں۔
- بہتر بنائیں: بیئرنگ ڈیفیکٹ سگنل کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے ایڈجسٹ کریں۔
سگنلز پر فلٹر اثرات
ٹائم ویوفارم اثرات
- فلٹر شدہ ویوفارم پاس بینڈ میں صرف فریکوئنسی دکھاتا ہے۔
- ماڈیولڈ کیریئر کے طور پر ظاہر ہوتا ہے (اگر تنگ بینڈ ہے)
- کم تعدد تغیرات اور اعلی تعدد شور کو ہٹاتا ہے۔
- ویوفارم تشریح کو آسان بنا سکتا ہے۔
سپیکٹرم اثرات
- پاس بینڈ کے طول و عرض محفوظ ہیں۔
- اسٹاپ بینڈ کے طول و عرض میں کمی (40-80 dB عام)
- دلچسپی کے بینڈ پر توجہ مرکوز کرنے والا کلینر سپیکٹرم
- اگر پاس بینڈ کے باہر شور ہو تو شور کا فرش کم ہو جاتا ہے۔
ڈیجیٹل بمقابلہ اینالاگ بینڈ پاس فلٹرز
ینالاگ فلٹرز
- سگنل پاتھ میں ہارڈ ویئر کا نفاذ
- ریئل ٹائم آپریشن
- ایک بار ڈیزائن کی گئی فکسڈ خصوصیات
- اینٹی ایلائزنگ اور سگنل کنڈیشنگ میں استعمال کیا جاتا ہے۔
ڈیجیٹل فلٹرز
- ڈیجیٹائزیشن کے بعد سافٹ ویئر پروسیسنگ
- سایڈست پیرامیٹرز
- جمع کرنے کے بعد لاگو/ ہٹایا جا سکتا ہے۔
- جدید تجزیہ کار ڈیجیٹل بی پی ایف کے وسیع اختیارات پیش کرتے ہیں۔
فریکوئینسی رینج کے لحاظ سے عام ایپلی کیشنز
کم تعدد بینڈ پاس (10-200 ہرٹج)
- عدم توازن اور غلط ترتیب کا تجزیہ
- کم رفتار مشینری کی نگرانی
- فاؤنڈیشن اور ساختی کمپن
مڈ فریکونسی بینڈ پاس (200-2000 ہرٹج)
- گیئر میش فریکوئنسی
- بلیڈ/وین گزرنے والی تعدد
- کم بیئرنگ فالٹ فریکوئنسی
ہائی فریکونسی بینڈ پاس (2-40 kHz)
- بیئرنگ نقص لفافے کا تجزیہ
- اعلی تعدد کے اثرات
- الٹراسونک تعدد
- بیئرنگ گونج حوصلہ افزائی
بینڈ پاس فلٹرز ورسٹائل سگنل پروسیسنگ ٹولز ہیں جو کہ غیر مطلوبہ کم اور زیادہ تعدد والے اجزاء کو مسترد کرتے ہوئے مخصوص فریکوئنسی رینجز کے فوکسڈ تجزیہ کو قابل بناتے ہیں۔ بینڈ پاس فلٹر کے انتخاب اور اطلاق میں مہارت حاصل کرنا—خاص طور پر لفافے کے تجزیہ اور فریکوئنسی رینج آئسولیشن کے لیے — جدید وائبریشن تشخیص اور پیچیدہ کمپن دستخطوں سے تشخیصی معلومات کے مؤثر اخراج کے لیے ضروری ہے۔.