低通滤波器截止频率对频谱的影响

因为动态信号通过低通滤波后造成信号损失不同，所以对应的仿真截止频率也不同。分析在不同的截止频率条件下对动态信号所产生的影响。在时宽50 μs 下通过低通滤波器后分别在1 000 Hz、500 Hz、200 Hz、100 Hz、50 Hz 截止频率时域图，如图6～图7 所示。

图6　截止频率1 kHz 的低通滤波器时频图

图7　截止频率50 Hz 的低通滤波器时频图

分别计算在不同截止频率下的过幕信号与理论值之间的误差可以得到表2。

表2　不同截止频率过幕信号误差

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由表2 可以得出，截止频率越高，则过幕信号与理论值的误差时间越小。

当信号经过不同通道时，动态信号相对应的截止频率不同，所得到测量数据就会不同。设定理论值为80 μs。在不同截止频率情况下进行分析，设定动态信号一个通道截止频率为50 Hz，一个通道截止频率为1 000 Hz，时频图如图8 所示。

图8　截止频率为50 Hz 与1 000 Hz 的低通滤波器时频图

设定动态信号两个通道截止频率都为50 Hz，时频图如图9 所示。

可得图8 的测量值为71.2 μs，图9 的测量值为80.4 μs。由此可知，截止频率不同动态信号的差值比截止频率相同的信号差值明显要大。分析可知，动态信号校准与补偿的重点不是还原成原始的信号特征，而是将不同测量通道的截止频率变成相同，最终得到相对精准的测量值。

图9　截止频率都为50 Hz 的低通滤波器时频图