Filtracja sygnału a rodzaje filtrów.

W poprzedniej notce w której opisałem jak wykrywać defekty łożysk w spektrum wspomniałem, iż – cytuję:

warto przyglądać się obszarowi rezonansu elementów maszyny.

Jednym ze sposobów praktycznej realizacji owego stalkingu jest użycie bardzo popularnych w świecie cyfrowego przetwarzania sygnałów filtrów, które umożliwiają odseparowanie niechcianych elementów od tych interesujących nas. Gdy szukam w portfelu monety o nominale 1zł mój mózg automatycznie nakłada na oczy filtr który sprawia, że koncentruję się tylko i wyłącznie na konkretnym wyglądzie i rozmiarze monety. Filtry elektroniczne działają na podobnej zasadzie – pozwalają one na zdefiniowanie jaki obszar częstotliwości jest w kręgu naszych zainteresowań a następnie wyeliminuje cała resztę pozostawiając tylko rządany przedział.

Można rozróżnić 4 podstawowe rodzaje filtrów:

1: filtr dolnoprzepustowy (and. lowpass filter) przy pomocy którego definiujemy do jakiego zakresu częstotliwości mają pozostać nietknięte i tym samym od jakiej wartości cała reszta ma być odfiltrowana. Definicja filtru dolnoprzepustowego od np. 100Hz oznacza, że komponenty od 0Hz do 100Hz pozostaną w spektrum, a cała reszta zostanie poproszona o opuszczenie sali. Filtr dolnoprzepustowy zazwyczaj symbolicznie prezentuje się jak na rysunku poniżej:

2: filtr górnoprzepustowy (and. highpass filter) gdzie precyzujemy od którego momentu częstotliwości mają być obecne w sygnale a wszystko co poniżej zdefiniowanej granicy zostanie stracone. Rysunek poniżej przedstawia ideę:

3: filtr środkowoprzepustowy (lub pasmowoprzepustowy) (ang. bandpass filter) gdzie mamy moc pozostawienia w sygnale tylko pewnej części pasma np. od 10Hz do 150Hz a wszystko co poniżej i powyżej pożegna się z zabawą. Schematyczna zasada działania wygląda tak:

4: filtr środkowozaporowy (lub pasmowozaporowy) (ang. bandstop filter) czyli sytuacja przeciwna do filtru środkowoprzepustowego – definiujemy która część pasma ma być wyproszona ze spektrum a cała reszta pozostanie nietknięta jak na rycinie poniżej:

---