专利名称：一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法
技术领域：
本发明属于机械诊断领域，尤其涉及一种诊断系统的一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法。
背景技术：
现代的机械诊断系统采集信号的种类越来越多，速度越来越快，其抗干扰的最简单方法是平均值滤波方法，但纯数字的平均值滤波会引来相位延迟，平均个数越多，延迟越大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，用于诊断系统的数据采集第一级的抗干扰。实现上述目的的技术方案是一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，包括运算放大器Al A4和电阻Rl RlO ；所述的运算放大器Al的正向输入端连接参考地电平，所述的运算放大器Al的反向输入端与输入信号Vin之间串联电阻R1，所述的运算放大器Al的反向输入端与所述的运算放大器Al的输出端之间串联电阻R2，所述的运算放大器Al的输出端输出电压信号Vl与所述的运算放大器A4的反向输入端之间串联电阻R3 ；所述的运算放大器A2的正向输入端连接参考地电平，所述的运算放大器A2的反向输入端与输入信号Vin之间串联电阻R4，所述的运算放大器A2的反向输入端与所述的运算放大器A2的输出端之间串联电阻R5，所述的运算放大器A2的输出端输出电压信号V2与所述的运算放大器A4的反向输入端之间串联电阻R6 ；所述的运算放大器A3的正向输入端连接参考地电平，所述的运算放大器A3的反向输入端与输入信号Vin之间串联电阻R7，所述的运算放大器A3的反向输入端与所述的运算放大器A3的输出端之间串联电阻R8，所述的运算放大器A3的输出端输出电压信号V3与所述的运算放大器A4的反向输入端之间串联电阻R9 ；所述的运算放大器A4的正向输入端连接参考地电平，所述的运算放大器A4的反向输入端与所述的运算放大器A4的输出端之间串联电阻R10。上述的电阻Rl RlO的取值相等。上述的运算放大器Al A4是在同一集成电路上的4个运算放大器。上述的运算放大器Al和上述的电阻Rl、R2组成反向放大器，上述的运算放大器Al的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经上述的运算放大器Al的反相输入端电流等于0，上述的电阻Rl、R2的电流和等于0，存在公式I :Vin/Rl+Vl/R2=0，上述的电阻Rl、R2阻值相等，公式I转换成公式2 V1= - Vin。上述的运算放大器A2和上述的电阻R4、R5组成反向放大器，上述的运算放大器A2的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经上述的运算放大器A2的反相输入端电流等于0，上述的电阻R4、R5的电流和等于0，存在公式3 :Vin/R4+Vl/R4=0，上述的电阻R4、R5阻值相等，公式3转换成公式4 V2= 一 Vin0上述的运算放大器A3和上述的电阻R7、R8组成反向放大器，上述的运算放大器A3的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经上述的运算放大器A3的反相输入端电流等于0，上述的电阻R7、R8的电流和等于0，存在公式5 :Vin/R7+Vl/R8=0，上述的电阻R7、R8阻值相等，公式5转换成公式6 V3= 一 Vin。上述的运算放大器A4和上述的电阻R3、R6、R9、R10组成加法器，上述的运算放大器A4的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经上述的运算放大器A4的反相输入端电流等于0，上述的电阻R3、R6、R9、R10的电流和等于0，存在公式7 :V1/R3+V2/R6+V3/尺9+￥0此/1 10=0，上述的电阻1 3、1 6、1 9、1 10阻值相等，公式7转换成公式8 :Vout= - Vl+ - V2+ - V3=3Vin0本发明的有益效果是使用硬件资源，直接实现信号采集的平均值相加，方便了抗干扰滤波的实施手段，具有电路简单、响应快速、无相位延迟的特点。
图I是本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。请参照图1，图中给出了一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，运算放大器Al A4采用LM064，电阻Rl RlO取值IK ；运算放大器Al的正向输入端连接参考地电平，反向输入端与输入信号Vin之间串联电阻R1，反向输入端与输出端之间串联电阻R2,输出端输出电压信号Vl与运算放大器A4的反向输入端之间串联电阻R3 ；运算放大器A2的正向输入端连接参考地电平，反向输入端与输入信号Vin之间串联电阻R4,反向输入端与输出端之间串联电阻R5,输出端输出电压信号V2与运算放大器A4的反向输入端之间串联电阻R6 ；运算放大器A3的正向输入端连接参考地电平，反向输入端与输入信号Vin之间串联电阻R7,反向输入端与输出端之间串联电阻R8,输出端输出电压信号V3与运算放大器A4的反向输入端之间串联电阻R9 ；运算放大器A4的正向输入端连接参考地电平，反向输入端与输出端之间串联电PlRlO0运算放大器Al和电阻R1、R2组成反向放大器，运算放大器Al的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经反相输入端电流等于0，电阻Rl、R2的电流和等于0，存在公式I Vin/Rl+Vl/R2=0,电阻RU R2阻值相等，公式I转换成公式2 =Vl= — Vin0运算放大器A2和电阻R4、R5组成反向放大器，运算放大器A2的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经反相输入端电流等于0，电阻R4、R5的电流和等于0，存在公式3 Vin/R4+Vl/R4=0,电阻R4、R5阻值相等，公式3转换成公式4 V2= — Vin0运算放大器A3和电阻R7、R8组成反向放大器，运算放大器A3的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经反相输入端电流等于0，电阻R7、R8的电流和等于0，存在公式5 Vin/R7+Vl/R8=0,电阻R7、R8阻值相等，公式5转换成公式6 V3= — Vin0运算放大器八4和电阻1 3、1 6、1 9、1 10组成加法器，运算放大器A4的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经反相输入端电流等于0，电阻R3、R6、R9、R10的电流和等于 0，存在公式 7 V1/R3+V2/R6+V3/R9+Vout/R10=0,电阻 R3、R6、R9、RlO 阻值相等，公式7转换成公式8 Vout= - Vl+ - V2+ — V3=3Vin。本发明的原理是利用运算放大器作为多路加法器，直接计算同一采样信号的和，达到了平均值滤波的效果，方便了抗干扰滤波的实施手段，具有电路简单、响应快速、无相位延迟的特点。以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，其特征在于，包括运算放大器Al A4和电阻Rl RlO ；所述的运算放大器Al的正向输入端连接参考地电平，所述的运算放大器Al的反向输入端与输入信号Vin之间串联电阻R1，所述的运算放大器Al的反向输入端与所述的运算放大器Al的输出端之间串联电阻R2，所述的运算放大器Al的输出端输出电压信号Vl与所述的运算放大器A4的反向输入端之间串联电阻R3 ；所述的运算放大器A2的正向输入端连接参考地电平，所述的运算放大器A2的反向输入端与输入信号Vin之间串联电阻R4，所述的运算放大器A2的反向输入端与所述的运算放大器A2的输出端之间串联电阻R5，所述的运算放大器A2的输出端输出电压信号V2与所述的运算放大器A4的反向输入端之间串联电阻R6 ；所述的运算放大器A3的正向输入端连接参考地电平，所述的运算放大器A3的反向输入端与输入信号Vin之间串联电阻R7，所述的运算放大器A3的反向输入端与所述的运算放大器A3的输出端之间串联电阻R8，所述的运算放大器A3的输出端输出电压信号V3与所述的运算放大器A4的反向输入端之间串联电阻R9 ；所述的运算放大器A4的正向输入端连接参考地电平，所述的运算放大器A4的反向输入端与所述的运算放大器A4的输出端之间串联电阻R10。
2.根据权利要求I所述的一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，其特征在于，所述的电阻Rl RlO的取值相等。
3.根据权利要求I所述的一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，其特征在于，所述的运算放大器Al A4是在同一集成电路上的4个运算放大器。
4.根据权利要求I所述的一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，其特征在于，所述的运算放大器Al和所述的电阻Rl、R2组成反向放大器，所述的运算放大器Al的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经所述的运算放大器Al的反相输入端电流等于0，所述的电阻Rl、R2的电流和等于0，存在公式I :Vin/Rl+Vl/R2=0，所述的电阻Rl、R2阻值相等，公式I转换成公式2 V1= - Vin0
5.根据权利要求I所述的一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，其特征在于，所述的运算放大器A2和所述的电阻R4、R5组成反向放大器，所述的运算放大器A2的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经所述的运算放大器A2的反相输入端电流等于0，所述的电阻R4、R5的电流和等于0，存在公式3 :Vin/R4+Vl/R4=0，所述的电阻R4、R5阻值相等，公式3转换成公式4 V2= - Vin。
6.根据权利要求I所述的一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，其特征在于，所述的运算放大器A3和所述的电阻R7、R8组成反向放大器，所述的运算放大器A3的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经所述的运算放大器A3的反相输入端电流等于0，所述的电阻R7、R8的电流和等于0，存在公式5 :Vin/R7+Vl/R8=0，所述的电阻R7、R8阻值相等，公式5转换成公式6 V3= - Vin。
7.根据权利要求I所述的一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，其特征在于，所述的运算放大器A4和所述的电阻R3、R6、R9、RlO组成加法器，所述的运算放大器A4的正、反相输入端的电平相等，且为参考地电平，流经所述的运算放大器A4的反相输入端电流等于0，所述的电阻R3、R6、R9、RlO的电流和等于0，存在公式7 Vl/R3+V2/R6+V3/R9+Vout/R10=0，所述的电阻R3、R6、R9、RlO阻值相等，公式7转换成公式8 Vout= - Vl+ - V2+ - V3=3Vin0
全文摘要
本发明公开了一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，包括运算放大器A1～A4和电阻R1～R10。本发明用于实现一种无相位延迟的平均值噪声滤除方法，具有电路简单、响应快速、无相位延迟的特点。
文档编号G01D3/028GK102937455SQ20121048469
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者于星光 申请人:昆山北极光电子科技有限公司