一种同步可调数字低通滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了应用于旋转机械状态监控中的一种同步可调数字低通滤波器，在硬件上由普通模拟低通滤波器、可编程逻辑器件、以及微处理器三部分组成，其中模拟低通滤波器实现了AD转换时抗混叠功能，可编程逻辑器件实现数字滤波器、微处理器实现数字滤波器的系数计算以及系数上传给可编程逻辑器件。采用此新型的同步可调数字滤波器解决了采用传统模拟同步滤波器带来了杂波带内干扰问题，而且成本低，因此在旋转机械状态监控中实用性很高。

A synchronous tunable digital low pass filter

A synchronous adjustable digital low-pass filter of the utility model discloses applied in rotating machinery condition monitoring, in hardware by ordinary analog low-pass filter, programmable logic device, and a microprocessor is composed of three parts, including analog low-pass filter to achieve the AD conversion of anti aliasing, coefficient of programmable logic device the realization of digital filter, digital filter and microprocessor calculation coefficient uploaded to the programmable logic device. The new synchronous digital filter is used to solve the problem of interference in the clutter, which is caused by the traditional analog synchronous filter, and the cost is low. Therefore, it has high practicability in the condition monitoring of rotating machinery.

【技术实现步骤摘要】
一种同步可调数字低通滤波器
本技术涉及电学领域及数字信号处理领域，具体涉及一种同步可调数字低通滤波器。
技术介绍
目前在旋转机械状态监控中，需要根据转速对信号进行处理，称之为同步信号处理，而目前大都对同步信号的处理往往采用的是同步模拟可调低通滤波器芯片，此种芯片价格高，而且由于此芯片的控制时钟会带来无法滤除的带内干扰，影响旋转机械状态监控效果，从而影响了旋转机械的诊断。
技术实现思路
本技术的目的是克服在旋转机械状态监控与诊断领域采用模拟可调滤波器带来的带内干扰影响诊断问题，同时降低成本，提供一种同步可调数字低通滤波器。为实现上述目的，本技术公开了如下技术方案：一种同步可调数字低通滤波器，包括模拟低通滤波器、模数转换芯片、可编程逻辑器件和微处理器，所述模拟地通滤波器和模数转换芯片连接，模拟信号依次经过模拟低通滤波器、模数转换芯片变成数字信号后，进入可编程逻辑器件进一步处理数字滤波，微处理器连接可编程逻辑器件，根据转速同步信号实时变化计算数字滤波器的系数，然后把这些实时系数传送给可编程逻辑器件，由可编程逻辑器件进行信号输出。进一步的，所述模拟低通滤波器由模拟电路实现，其截止频率是20KHz到40KHz之间的任意一个频点。进一步的，所述模数转换芯片的型号是AD1271、AD1274或AD1278中的一种。进一步的，所述可编程逻辑器件是Intel或Xilinx公司中任意一款逻辑可编程器件。本技术公开的一种同步可调数字低通滤波器，解决了采用传统模拟同步滤波器带来了杂波带内干扰问题，而且成本低，因此在旋转机械状态监控中实用性很高。附图说明图1为本技术的实现框图。图2为模拟低通滤波器。具体实施方式下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的核心是克服在旋转机械状态监控与诊断领域采用模拟可调滤波器带来的带内干扰影响诊断问题，同时降低成本，提供一种同步可调数字低通滤波器。请参见图1。一种同步可调数字低通滤波器，包括一个模拟低通滤波器、模数转换芯片、可编程逻辑器件和微处理器，所述模拟低通滤波器是一个固定截止低通滤波器，其目的是抗混叠滤波，如果不加上模拟低通滤波器，信号由模拟信号数字化的时候往往会产生信号混叠；模拟低通滤波器和模数转换芯片连接，模拟信号依次经过模拟低通滤波器、模数转换芯片变成数字信号后，进入可编程逻辑器件进一步处理数字滤波，微处理器连接可编程逻辑器件，根据转速同步信号实时变化计算数字滤波器的系数，然后把这些实时系数传送给可编程逻辑器件，由可编程逻辑器件进行信号输出，从而实现与转速同步的可调数字低通滤波器。在本技术的一种实施例中，模拟低通滤波器由模拟电路实现，其截止频率是20KHz，采用RC结构来实现。在本技术的另一种实施例中，模拟低通滤波器由模拟电路实现，其截止频率是40KHz，采用RC结构来实现。如图2，模拟低通滤波器的模拟电路包括电阻R1、R2、R3、电容C1、C2、C3和运算放大器Tl064IDT，电阻R1、R2、R3分别串联连接，并连接至运算放大器同相输入端，电容C1一端接在电阻R1、R2之间，另一端接地，电容C2一端接在电阻R2、R3之间，另一端分别接运算放大器反相输入端和信号输出端，电容C2一端接在电阻R3与运算放大器同相输入端之间，另一端接地。其中，R1、R2和R3为10K欧的电阻，C1为560pF，C2为5.6uF，C3为330pF。在本技术的一种实施例中，所述模数转换芯片的型号是24bitAD1271，其采样频率为102.4k。在本技术的另一种实施例中，所述模数转换芯片的型号是AD1274在本技术的另一种实施例中，所述模数转换芯片的型号是AD1278。在本技术的一种实施例中，所述可编程逻辑器件是Intel公司的EPM240，采用64阶FIR低通数字滤波器。在本技术的一种实施例中，微处理器与可编程逻辑器件XC7z010clg400通信接口为SPI接口。本技术公开的一种同步可调数字低通滤波器工作过程如下：模拟低通滤波器出来的信号经过AD1271作模数变换成为数字信号，AD的采样率为102.4kHz，接着数字信号送入可编程逻辑器件CPLDEPM240作数字滤波，数字滤波器的阶数为64阶，采用的FIR结构的滤波器，数字滤波器的系数会根据转速作实时更新。MCU采用的是MSP430,此MCU的作用是根据转速以及动态的计算出数字滤波器的截止频率、停止频率，然后再加上数字滤波器的带内波动等参数，动态计算出此数字滤波器的系数，接着MCU把这些参数通过SPI接口，动态的传送给EPM240。相比
技术介绍
中介绍的内容，本技术公开的一种同步可调数字低通滤波器，解决了采用传统模拟同步滤波器带来了杂波带内干扰问题，而且成本低，因此在旋转机械状态监控中实用性很高。以上所述仅是本技术的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步可调数字低通滤波器，其特征在于，包括模拟低通滤波器、模数转换芯片、可编程逻辑器件和微处理器，所述模拟地通滤波器和模数转换芯片连接，模拟信号依次经过模拟低通滤波器、模数转换芯片变成数字信号后，进入可编程逻辑器件进一步处理数字滤波，微处理器连接可编程逻辑器件，根据转速同步信号实时变化计算数字滤波器的系数，然后把这些实时系数传送给可编程逻辑器件，由可编程逻辑器件进行信号输出。

【技术特征摘要】
1.一种同步可调数字低通滤波器，其特征在于，包括模拟低通滤波器、模数转换芯片、可编程逻辑器件和微处理器，所述模拟地通滤波器和模数转换芯片连接，模拟信号依次经过模拟低通滤波器、模数转换芯片变成数字信号后，进入可编程逻辑器件进一步处理数字滤波，微处理器连接可编程逻辑器件，根据转速同步信号实时变化计算数字滤波器的系数，然后把这些实时系数传送给可编程逻辑器件，由可编程逻辑器件进行信号输出。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑飞鸿，曹磊，李桂民，
申请(专利权)人：深圳前海慧联科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44