[发明专利]抗混叠滤波的振动信号的检测电路

权利要求书

1.一种抗混叠滤波的振动信号的检测电路，适用于机载健康管理和监测，其特征在于，包括依次设置的：

RC高通滤波器，用于飞机上振动信号中直流分量滤除；

可编程增益放大器，用于将差分信号转为单端信号，同时信号增益可配置，满足机载多种信号及小信号的采集需求；

硬件滤波器，其包括多阶巴特沃斯低通滤波器和ADC芯片组成的抗混叠滤波电路；

SOC控制器，其用于数字滤波器，且集成ARM处理器和FPGA可编程门阵列，其中，ARM处理器用于数据打包和分配处理，FPGA内含IP核和LUT表结构，能够将FIR数字滤波器移植到FPGA上，根据实际需求在线修改滤波器的参数，缩减了产品的设计周期和增强振动信号采集系统本身的集成度。

2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，多阶巴特沃斯低通滤波器为2阶低通滤波器，或是，多个2阶低通滤波器组成的n阶低通滤波器。

3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，巴特沃斯低通滤波器包括电阻R1、R2和运放集成，其中：

电阻R1的输出端分别接电阻R2的输入端和运放集成的负极，电阻R2的输出端接运放集成的正极，并且电阻R1的输出端与运放集成的负极之间设置电容C2,电阻R2的输出端接有电容C1，且电容C1的一端接地。

4.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述巴特沃斯低通滤波器的截止频率满足：

根据机上不同截止频率需求及更低的抗混叠滤波器陡度需求来选取n阶巴特沃斯低通滤波器。

5.根据权利要求4所述的检测电路，其特征在于，所述陡度满足：

其中，m为ADC位数，V_s为有用信号的最大幅度，V_n为干扰噪声的最大幅度；

滤波器的截止频率f_h为被采信号最高频率，采样频率f_R与滤波器截止频率f_h关系为：f_s＝k*f_h(k≥2)。

6.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，

当采样频率和ADC位数一定，即k和m固定时，信号噪声幅度比越大，对滤波器的陡度要求越小；

当采样频率和信号噪声幅度比一定，即k和一定时，ADC位数越少，对滤波器的陡度要求越小；

当信号噪声幅度比和ADC位数一定，即m和一定时，采样频率越高，对滤波器的陡度要求越小。