FieldDAQ 필터의 주파수 응답

필터는 신호의 주파수 범위, 또는 대역폭에 따라 신호를 구별합니다. 필터가 신호의 주파수에 근거하여 신호를 구별하는 것을 주파수 응답이라고 합니다. 일반적으로 필터의 주파수 응답은 모든 입력 주파수에 대한 신호 감쇠(크기 응답) 및 입력 지연(위상 응답)으로 설명됩니다.

크기 응답

크기 응답에서 주의를 기울여야 할 세 가지 중요한 주파수 범위, 즉 대역폭은 통과 대역, 변이 대역 및 정지 대역입니다.

통과 대역—필터가 신호를 변경하지 않고 통과시키는 주파수의 범위입니다. 이러한 주파수에서 발생하는 작은 양의 크기 변화를 통과 대역 평탄도라고 부릅니다. 이는 측정하려는 신호의 주파수 범위입니다.

변이 대역—필터 크기 응답이 하락하기 시작하여 신호를 일정 부분 감쇠하지만, 최대 감쇠량에는 미치지 않는 주파수 범위입니다. 변이 대역의 모양은 앨리어스 제거 및 스텝 응답과 같이 시간 영역에서 신호가 어떻게 나타나는지에 영향을 미칩니다.

정지 대역—필터가 입력 신호를 최대 감쇠 레벨까지 감쇠시키는 주파수 범위입니다. 측정에서 제외시킬 노이즈 소스의 주파수를 포괄하는 정지 대역이 포함된 필터를 선택하는 것이 이상적인 방법입니다.

위상 응답 (입력 지연)

필터는 데이터를 처리할 때 입력 신호를 일정 부분 지연시킵니다. 경우에 따라 지연은 입력 신호 주파수의 함수입니다. 이러한 경우 위상 응답 플롯은 여러 다른 입력 주파수에서의 정확한 지연과 통과 대역 내에서 여러 주파수의 신호 간 최대 편차를 파악하는데 유용합니다. NI-DAQmx의 AI.FilterDelay 프로퍼티를 호출하여 입력 지연을 읽습니다.

각 FieldDAQ 필터의 주파수 응답

각 FieldDAQ 필터는 각기 다른 주파수 응답을 가지므로 다양한 어플리케이션에 사용할 수 있습니다.

• 브릭월—샘플된 데이터 속도의 약 0.4 배까지 확장되는 통과 대역을 가지며, 확장 후 급격하게 하락하여 정지 대역에 도달하고 앨리어스 또는 노이즈가 있는 경우 이를 적절하게 제거합니다. 브릭월 필터는 샘플된 데이터 속도의 1/2 이상이 되는 모든 신호 성분(나이퀴스트 주파수)에서 앨리어스를 완전히 제거하도록 설계되었습니다.
• 버터워스—브릭월 및 빗형 필터와 달리 샘플링 속도와 무관한 통과 대역이 있어, 샘플 속도의 1/2 미만인 노이즈를 필터링할 때 보다 유연한 기능을 제공합니다. 그러나 설정에 따라 큰 변이 대역으로 인해, 측정에 샘플 속도의 절반을 초과하는 높은 주파수 신호의 앨리어스 성분이 나타날 수 있습니다.
• 빗형—변이 대역이 주파수 범위에서 일찍 시작하기 때문에 통과 대역이 작습니다. 빗형 필터는 다른 필터보다 그룹 지연이 짧으며 시간 영역에서 신호를 더 잘 표현합니다(스텝 응답). 통과 대역 및 변이 대역 노치는 브릭월 필터와 비슷한 데이터 샘플 속도를 추적합니다. 빗형 필터의 변이 대역은 여러 주파수에서 균일한 간격의 노치를 가집니다. 종종 특정한 샘플 속도의 빗형 필터를 사용하여 변이 대역의 노치를 정렬하고, 이 과정에서 측정의 특정 노이즈 소스 주파수를 제거하는 것을 볼 수 있습니다.

각 FieldDAQ 필터의 입력 지연

FieldDAQ 필터는 통과 대역의 신호에서 입력 지연에 따라 달라집니다.

• 브릭월—모든 입력 주파수는 필터를 통과할 때 같은 지연 시간을 갖습니다. 선형 위상이 필요한 어플리케이션 또는 여러 디바이스와 설정 사이에 데이터 상관 관계가 필요한 어플리케이션에서 이 필터를 사용합니다.
• 버터워스—신호를 주파수에 따라 다르게 지연시킵니다.
• 빗형—모든 입력 주파수는 필터를 통과할 때 같은 지연 시간을 가집니다. 빗형 필터의 지연 시간은 브릭월 필터보다 짧습니다. 선형 위상, 짧은 지연 또는 여러 디바이스 및 설정 사이에 데이터 상관 관계가 필요한 어플리케이션에서 이 필터를 사용합니다.

여러 다른 입력 주파수 범위에서 예상할 수 있는 통과 대역 게인 및 신호 지연의 변화량에 대한 자세한 내용은 FD-11601 스펙 을(를) 참조하십시오.