[實用新型]一種基于單片機的MDAC窄帶跟蹤濾波器

無效

• 申請號: 201020137260.0
• 申請日: 2010-03-22
• 公開（公告）號: CN201656935U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 田社平;秦琳;方翔
• 申請（專利權）人: 上海辛克試驗機有限公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

技術領域

本實用新型涉及一種濾波器，尤其涉及一種基于單片機的MDAC窄帶跟蹤濾波器。

背景技術

不平衡是旋轉機械產生噪聲和發生故障的主要原因，而要消除轉子不平衡就必須首先測量旋轉機械的不平衡量。不平衡量的測量主要是通過檢測轉軸(或支承)的振動信號來實現的。

由不平衡量引起的振動響應是與轉子轉速同頻的信號，而實際由振動傳感器獲得的振動信號，除包含有同頻信號外，還包含由于受到轉子、軸承、基礎結構及其環境等影響而產生的噪聲信號。為此，必須采用濾波的方法從強干擾中提取不平衡量引起的振動信號。由于轉子轉速的不穩定，相應地，不平衡振動響應頻率也會隨之變化。這要求動平衡測試系統中的濾波器不僅要有極窄的帶寬，而且要能跟蹤轉速的變化。

動平衡測試系統中應用的窄帶跟蹤濾波器主要有瓦特計、開關電容式濾波器以及基于EPROM的乘法數模轉換器(MDAC)窄帶跟蹤濾波器等。瓦特計是一種機械式乘法濾波器，其缺點是帶寬有限，且在低頻時會出現光點晃動。開關電容濾波器信號濾波領域得到了廣泛的應用，但其應用于振動信號處理時具有一些不足之處，主要表現在：一是由于開關電容濾波器存在對模擬信號的采樣過程，對前置低通濾波器要求較高，易造成對高頻噪聲信號帶來頻譜混迭誤差；二是開關電容濾波器的輸出波形是階梯狀正弦波，使振動信號的波形發生變形，引入了附加誤差，并且后續處理過程比較復雜。

基于EPROM的MDAC窄帶跟蹤濾波器如圖1所示，其中f₀表示與轉速同頻的基準脈沖信號，e(t)表示振動信號，E₁、E₂分別為低通濾波器1′的輸出。

由E₁、E₂可求出不平衡引起的同頻振動信號幅值為同頻振動信號與基準脈沖信號的相位差為

基于EPROM的MDAC窄帶跟蹤濾波器的優點是克服了瓦特計、開關電容式濾波器的不足之處，具有良好的測量精度，缺點是該測量方法中采用512倍頻器2′、512進制環形計數器3′和EPROM正弦、余弦函數發生器4′、5′來產生正、余弦函數，硬件較為復雜，成本高。此外由于采用硬件形式，使得電路設計的修改較為不便。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷而提供一種基于單片機的MDAC窄帶跟蹤濾波器，其硬件結構簡單，充分利用單片機來實現信號的產生，使得生產和制造成本大大降低。

實現上述目的的技術方案是：一種基于單片機的MDAC窄帶跟蹤濾波器，包括第一乘法數模轉換器、第二乘法數模轉換器、與第一乘法數模轉換器相連的第一低通濾波器、與第二乘法數模轉換器相連的第二低通濾波器，所述的第一乘法數模轉換器和第二乘法數模轉換器均接收一振動信號，其中，還包括一連接于所述的第一乘法數模轉換器和第二乘法數模轉換器的輸入端的單片機，該單片機的輸入端接收一基準脈沖信號，輸出端分別輸出數字正弦信號和數字余弦信號給所述的第一乘法數模轉換器和第二乘法數模轉換器。

上述的基于單片機的MDAC窄帶跟蹤濾波器，其中，所述的單片機通過其I/O口輸出信號給所述的第一乘法數模轉換器和第二乘法數模轉換器。

上述的基于單片機的MDAC窄帶跟蹤濾波器，其中，所述的單片機包括有中斷引腳，該中斷引腳接收所述的基準脈沖信號。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的硬件結構簡單，充分利用了單片機的功能來實現信號的產生，替代了原來復雜的電路結構，并且可非常方便修改倍頻數，例如由256修改為512等，利用目前市場上供應的大多數單片機均可實現本實用新型。

附圖說明

圖1是現有技術中基于EPROM的MDAC窄帶跟蹤濾波器的結構示意圖；

圖2是本實用新型的基于單片機的MDAC窄帶跟蹤濾波器的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。

請參閱圖2，圖中示出了本實用新型的一種基于單片機的MDAC窄帶跟蹤濾波器，包括第一乘法數模轉換器1、第二乘法數模轉換器2、與第一乘法數模轉換器1相連的第一低通濾波器3、與第二乘法數模轉換器1相連的第二低通濾波器4，第一乘法數模轉換器1和第二乘法數模轉換器2均接收一振動信號e(t)，還包括一連接于第一乘法數模轉換器1和第二乘法數模轉換器2的輸入端的單片機5，該單片機5的輸入端接收一基準脈沖信號f₀，輸出端分別輸出數字正弦信號和數字余弦信號給第一乘法數模轉換器1和第二乘法數模轉換器2。