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3.6.4 Einsatz der Filter
Die einstellbaren Filter im Output Modul begrenzen die Bandbreite des Meßsignals. Wenn das
Meßsignal im Zeitbereich dargestellt wird, kann damit das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert
werden. Unerwünschte Komponenten, die dem Meßsignal überlagert sind, oder Rauschen wird
unterdrückt. Bei der Analyse im Frequenzbereich, z.B. mit einem FFT-Analysator, spielen Filter
nur eine untergeordnete Rolle. Hier können sie verhindern, daß Rauscheffekte den FFT-
Analysator übersteuern.
Technisch realisierbare Filter, insbesondere analoge Filter, stellen jedoch immer einen
Kompromiß zwischen Durchlaß- und Sperrbereich dar. Beim Einsatz der Filter sind daher
Amplituden- und Phasenfehler, die mit der Nähe zur Eckfrequenz zunehmen, unvermeidbar.
Im CLV sind Filter vom Typ Butterworth installiert, die eine hohe Amplitudengenauigkeit im
größten Teil des Durchlaßbereichs mit einem weitgehend linearem Phasenfrequenzgang
verbinden. Die Fehler können für die einzelnen Filter wie folgt abgeschätzt werden:
Tiefpaß
Die Tiefpaßfilter sind vom Typ Butterworth 3. Ordnung. Eine gute Faustregel ist die 70%-Regel:
Bei 70% der Eckfrequenz beträgt der Amplitudenfehler etwa -5% und die Phasendrehung etwa
-90 ° . Sie können die Amplitude in diesem Bereich exakt messen bei guter Phasenlinearität.
Die oberen 30% des Durchlaßbereichs sollten nur für orientierende Messungen genutzt
werden.
Hochpaß
Die Hochpaßfilter sind vom Typ Butterworth 4. Ordnung. Hier gilt:
Beim 1,5fachen der Eckfrequenz f
beträgt der Amplitudenfehler etwa -5%. In diesem Bereich
c
kann die Amplitude exakt gemessen werden.
Im Bereich von f
bis 10f
wird die Phase gedreht. Schalten Sie die Hochpaßfilter aus, falls
c
c
diese Phasendrehung unerwünscht ist.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß eine Übersteuerung des Decoders unter Umständen
nicht mehr im Meßsignal zu erkennen ist, da die entsprechende Frequenz weggefiltert wird.
Dies
kann
insbesondere
dann
auftreten,
wenn
ein
kleines
Meßsignal
von
einer
niederfrequenten Maschinenvibration mit großer Amplitude überlagert wird. Das Meßsignal ist
in diesem Fall stark verzerrt. Gehen Sie daher folgendermaßen vor, wenn die L
OVER
ED
ständig leuchtet, obwohl im Meßsignal keine Übersteuerung erkennbar ist:
Schalten Sie das Hochpaßfilter zunächst aus und stellen Sie am Decoder Modul den kleinsten
Meßbereich ein, der nicht übersteuert wird. Anschließend schalten Sie das Hochpaßfilter für die
eigentliche Messung ein.
Beachten Sie, daß die L
OVER auch durch Rauschspikes infolge schlechter optischer
ED
Signalqualität kurzzeitig aufleuchten kann. Dies führt jedoch nicht zu Signalverzerrungen durch
Decoderübersteuerung.
Frequenzgang Tiefpaß
Der vollständige Amplitudenfrequenzgang eines Butterworth-Tiefpaßfilters 3. Ordnung ist in
Abbildung 3.15 auf der folgenden Seite dargestellt. Die Frequenz ist auf die Eckfrequenz f
c
normiert.
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Man-Vib-CLV1000-9807-d01
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