带宽和DI-8B/DI-5B系列信号调理模块

描述

假设您正在浏览 DATAQ 网站,寻找 DI-8B 系列模拟电压模块,以获取 10V 峰峰值、100Hz 波形。您会遇到 DI-8B31-02。它是一个模拟电压模块;它具有±5V的满量程测量范围,完美。没那么快!DI-8B31-02 的带宽为 3Hz。那是什么意思?这意味着低于 3 Hz 的频率将被正确显示,而频率接近 3Hz 的波形的任何分量都将开始失去振幅或变小(衰减)。因此,您的 10V 峰峰值 100Hz 信号将如下所示:

滤波器

如您所见,100Hz波形的幅度已衰减为零,数据毫无用处。

下面,使用带宽为 1 kHz 的 DI-8B41-02 模块采集相同的信号。

滤波器

为了进一步说明这一点,让我们看一个带宽成为问题的实际应用。

多年来,有人直在使用DI-8B38-05模块(带宽为8 kHz)从基于应变计的压力传感器获取数据。在需要购买额外通道的紧要关头,客户更换了DI-8B38-32(带宽为3Hz)。生成的波形如下所示。

滤波器

您可以清楚地看到,包含 DI-8B38-32 的通道上不存在任何高于 3 Hz 的分量。碰巧的是,这些高频变化对客户的分析至关重要,因此数据毫无用处。

这种结果是DI-8B38-32带宽限制的结果,当频率接近3Hz时,信号的幅度逐渐衰减到70.7%(-3 dB)。如下图所示,随着频率继续上升到超出模块带宽之外,幅度会衰减得越来越大。

滤波器

通过对使用 DI-8B38-05 模块生成的波形应用低通滤波器,可以轻松验证这一点。

我们将首先执行快速傅立叶变换 (FFT):

滤波器

接下来,我们将应用低通滤波器(3Hz):

滤波器

最后,我们将执行逆变换:

滤波器

审核编辑:郭婷

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