新聞中心

EEPW首頁 > EDA/PCB > 設(shè)計應(yīng)用 > LabVIEW計數(shù)濾波器在信號降噪中的應(yīng)用

LabVIEW計數(shù)濾波器在信號降噪中的應(yīng)用

作者: 時間:2012-10-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

0 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/189842.htm

方波頻率信號具有工作穩(wěn)定、精度高、抗干擾能力強,便于與計算機接口等一系列優(yōu)點, 因此在現(xiàn)代測控系統(tǒng)中得到廣泛地應(yīng)用。但是在一些高電壓、大電流、高頻電磁場的工業(yè)現(xiàn) 場環(huán)境中,方波頻率信號也往往受到高頻電磁干擾的影響,疊加一些尖峰脈沖干擾信號。這 類干擾具有干擾力強、無規(guī)律的特點,嚴重影響測量信號的準確性。

實際應(yīng)用中,一般采用隔離技術(shù)來消除方波頻率信號中的傳導(dǎo)干擾,但當空間的電磁輻 射干擾較為強烈時,單純的隔離技術(shù)難以達到有效降噪的目的。通過增加硬件脈寬數(shù)字濾波 電路可以達到抑制或消除高頻信號中的尖峰干擾,但需增加設(shè)備成本、且安裝調(diào)試繁雜。

本文采用 進行伺服電機位置、速度、轉(zhuǎn)矩等信息傳送的采集,以對多軸伺服 系統(tǒng)的同步/協(xié)調(diào)性能進行監(jiān)測?,F(xiàn)場測試中,扭矩傳感器輸出的方波頻率信號受到嚴重尖 峰脈沖的干擾,這里將光電隔離技術(shù)與基于 環(huán)境編譯的計數(shù)相結(jié)合,設(shè)計 實現(xiàn)了可靠、便捷的方波頻率信號濾波,工程實踐表明,該方法能有效降低傳導(dǎo)干擾和輻射 干擾對頻率測量精度的影響。

1 計數(shù)濾波原理

計數(shù)(Counter Filters),也稱為脈沖寬度,主要采用計數(shù)的方法來實現(xiàn) 數(shù)字濾波。尖峰干擾的頻率往往比方波信號要高很多,因此當脈寬小于某一設(shè)定值時,不可 能是真實的高頻方波脈沖信號,應(yīng)給以濾除,從而抑制線路上的尖峰干擾。這也就是脈寬數(shù) 字濾波電路的工作原理。

以NI 公司M 系列PCI-6221 數(shù)據(jù)采集卡為例,其輸入信號、基準時鐘信號、經(jīng)濾波后 的輸入信號的脈沖波形如圖1 所示。其使用在板的振蕩器產(chǎn)生的40MHz 頻率作為濾波器的 基準時鐘,預(yù)置濾波脈寬為125 ns (N = 5),當原始輸入信號由低變高后,基準時鐘信號開 始被計數(shù),當檢測到的脈沖寬度小于125ns 時,確定為尖峰干擾,不予輸出,當輸入信號寬 度大于預(yù)置濾波寬度時,濾波器輸出方波供后序電路處理。從圖1 可以看出,短時的脈沖干 擾得到很好的濾除。

NI 公司在M 系列測試設(shè)備對Counter Filters 功能的應(yīng)用上提供了三項可選濾波脈沖寬 度的選擇,相應(yīng)的配置參數(shù)見表1。濾波脈寬的選擇是影響計數(shù)頻率濾波器濾波效果的關(guān)鍵, 脈寬太小,部分干擾信號不能與數(shù)字信號分離;太大將會使高頻數(shù)字信號失真,所以應(yīng)用中 應(yīng)根據(jù)實際現(xiàn)場情況,選擇適當?shù)臑V波脈寬。

2 計數(shù)濾波方法

2.1 LabVIEW開發(fā)環(huán)境

基于G 語言的圖形化編程環(huán)境LabVIEW 是美國NI 公司的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品,它是一種 功能強大的虛擬儀器開發(fā)平臺,同時也是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強的圖形化軟件 集成開發(fā)環(huán)境。LabVIEW 開發(fā)環(huán)境的優(yōu)勢之一就是針對數(shù)據(jù)采集、儀器控制、信號分析和 數(shù)據(jù)處理等任務(wù)設(shè)計提供了豐富完善的功能圖標,用戶只需直接調(diào)用,就可免去自己編寫成 的煩瑣。

針對數(shù)字信號的采集及噪聲信號的濾波, LabVIEW 提供了一套數(shù)據(jù)采集的 NI-DAQmx VI(模板)以及多功能的屬性節(jié)點等模板,使得計數(shù)濾波器的軟件實現(xiàn)變得更 高效且操作簡單。NI-DAQmx 即數(shù)據(jù)采集測試服務(wù)軟體,是數(shù)據(jù)采集驅(qū)動軟件發(fā)展的新一 代產(chǎn)品,可幫助用戶更快速創(chuàng)建、測試并發(fā)布使用高性能的測量應(yīng)用程序,也是NI 測量服 務(wù)軟件的核心。

伺服電機相關(guān)文章:伺服電機工作原理



上一頁 1 2 3 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉