基于开关电容滤波的自动共振解调器的制作方法

本发明属于旋转机械故障监测装置，尤其是一种基于开关电容滤波的用于旋转机械冲击类故障监测的自动共振解调器。

背景技术：

共振解调技术（DRT—Demodulated Resonance Technique）也称为早期故障探测法（IFD—Incipient Failure Detection），是目前应用较为广泛的一种旋转机械故障诊断方法。它是利用被测件、传感器或电路的谐振，将旋转机械故障冲击引起的衰减振动放大，从而提高了故障监测的灵敏度；同时，还利用解调技术将旋转机械故障信息提取出来，通过对解调后的信息作频谱分析，诊断出旋转机械故障。共振解调技术最早出现在1974年，美国波音公司发明了这项专利，叫做“共振解调分析系统”，这就是现在的共振解调技术的前身；这种技术对故障信号进行了放大分离，提高了信号的信噪比，在轴承故障的早期，该方法更能体现其优势所在。与常用的频谱分析方法、冲击脉冲技术相比，共同点在于它们都利用了故障点会引起冲击脉冲这一特点，进步的地方在于共振解调法能够诊断出故障位置以及严重程度，所以这种方法一经问世，就被广泛使用，并且发展至今，还在很多领域发挥着它无法取代的作用。

传统的共振解调器是应用压电、应变等传感技术检测旋转机械因非正常碰撞而产生的冲击信息，利用电的、机械的或其他的（声表面波的、声学的等）硬件谐振器，通过谐振器的共振响应将微弱冲击信号放大成高频自由衰减振荡的共振波形，将其解调处理，从而获得一种剔除了低频振动干扰的冲击包络信号，最后通过对冲击包络信号进行频谱分析来提取低频冲击的信息，以判定旋转机械故障的存在与程度；其过程如附图2所示。传统共振解调器在使用过程中存在如下缺点：（1）必须事先通过冲击试验确定被测旋转机械的高频共振频率，以确定共振带通滤波器的中心频率；在实际工程中，共振带通滤波器的选择对最后诊断结果有决定性影响，共振带通滤波器设计不好将很容易导致诊断或漏诊，为了确定旋转机械的高频共振频率，一般需要进行冲击试验，但是对于大多数的用户来说，由于各种客观因素的存在，无法进行冲击试验，通常凭经验来设置共振带通滤波器的中心频率。（2）共振带通滤波器的中心频率和带宽一般固定不变，对于不同的旋转机械，其高频固有振动所处的位置不同并且故障特征频率也不同，采用固定不变的中心频率和带宽会使设计的共振解调器在针对不同的轴承系统时发生失效。（3）对于电共振解调器，其共振带通滤波器一般采用有源RC滤波电路，其中心频率和带宽是通过分立的电阻、电容来设定，受环境温度、湿度的影响较大，且调试困难、产品一致性差，不适合批量生产与推广。

技术实现要素：

为了克服现有共振解调器在实际应用当中存在的不足，本发明公布了一种基于开关电容滤波的自动共振解调器。

本发明专利采用的技术方案是：一种基于开关电容滤波的自动共振解调器，包括共振电路、高通滤波、解调电路、低通滤波、模数转换与CPU模块，它通过传感器拾取旋转机械运行的故障冲击经信号调理后输出V_in信号以作为共振电路输入和模数转换的1路输入，共振电路对V_in中的故障冲击高次谐波产生共振以输出共振信号V_BP，高通滤波滤除V_BP中的低频振动成分得到高频共振信号V_HP，解调电路对V_HP解调后得到V_DT，低通滤波滤除V_DT中的高频共振频率信号后得到旋转机械故障冲击的包络信号V_out并连接到模数转换的另1路输入；CPU模块经模数转换采集并识别V_in中的高频共振带，然后根据高频共振带频率计算并输出共振控制频率信号f_clk以控制共振解调器的由集成开关电容滤波芯片构成的共振电路、高通滤波、低通滤波，从而实现对V_in的自动共振解调。

在本发明中，共振电路是两个二阶开关电容带通滤波器级联而成的四阶带通滤波器且由集成开关电容滤波芯片IC1和电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6组成，其中IC1A和IC1B分别与电阻R1、R2、R3和电阻R4、R5、R6各组成一个二阶带通滤波器，且R1=R4、R2=R5、R3=R6；该共振电路的带通增益A_BP=(R3/R1)²，带通中心频率f_BP=f_clk/100，品质因素Q_BP =1.55 (R3/R2)。

在本发明中，高通滤波是二阶开关电容高通滤波器且由集成开关电容滤波芯片IC2A和电阻R7、R8、R9、R10组成；该高通滤波的高通增益A_HP=-R8/R7，截止频率f_HP=(R8/R10)^0.5f_clk/100，品质因素Q_HP =(R8/R10)^0.5R9/R8。

在本发明中，解调电路是一个绝对值检波电路且由双运放IC3、二极管D1与D2和电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16组成，它分为半波检波电路和加法电路两部分且都采用同相输入；其中运放IC3A、二极管D1与D2和电阻R11、R13、R14组成半波检波电路，运放IC3B和电阻R12、R15、R16组成加法电路。

在本发明中，低通滤波是二阶开关电容低通滤波器由集成开关电容滤波芯片IC2B和电阻R17、R18、R19、R20组成，该低通滤波的低通增益A_LP=-R20/R17，截止频率f_LP =(R18/R20)^0.5 f_clk/100，品质因素Q_LP =(R18/R20)^0.5 R19/R18。

在本发明中，模数转换与CPU模块包括CPU处理器、时钟与复位、CPLD、RAM、ROM、闪盘、通信接口、模数转换，CPU处理器在时钟与复位电路的驱动控制下通过总线与CPLD、RAM、ROM、闪盘、通信接口、模数转换交换数据，还通过CPLD输出逻辑控制信号至RAM、ROM、闪盘、共振解调和模数转换的控制端，以实现自动共振解调和监测数据的保存与传输。

本专利的有益效果是，充分利用了开关电容滤波器的特性，只需要较少的外部元件就可实现复杂的自动共振解调器，制造简单、不需调试，可以满足不同的应用场合需求；解决了现有共振解调器生产调试困难、仅能用于单一对象监测的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明专利作进一步说明。

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的共振解调原理示意图；

图3是本发明实施例的开关电容滤波芯片内部结构图；

图4是本发明共振电路的实施例电路原理图；

图5是本发明高通滤波的实施例电路原理图；

图6是本发明解调电路的实施例电路原理图；

图7是本发明低通滤波的实施例电路原理图；

图8是本发明的模数转换与CPU模块结构框图；

图9是本发明实施例的振动传感器频率特性图。

具体实施方式

结合附图，图1是本发明的结构框图，图2是本发明的共振解调原理示意图。一种基于开关电容滤波的自动共振解调器，包括共振电路、高通滤波、解调电路、低通滤波、模数转换与CPU模块，它通过传感器拾取旋转机械运行的故障冲击经信号调理后输出V_in信号以作为共振电路输入和模数转换的1路输入，共振电路对V_in中的故障冲击高次谐波产生共振以输出共振信号V_BP，高通滤波滤除V_BP中的低频振动成分得到高频共振信号V_HP，解调电路对V_HP解调后得到V_DT，低通滤波滤除V_DT中的高频共振频率信号后得到旋转机械故障冲击的包络信号V_out并连接到模数转换的另1路输入；CPU模块经模数转换采集并识别V_in中的高频共振带，然后根据高频共振带频率计算并输出共振控制频率信号f_clk以控制共振解调器的由集成开关电容滤波芯片构成的共振电路、高通滤波、低通滤波，从而实现对V_in的自动共振解调。振动和冲击虽是常见的物理现象，却又难于建立将它们区分开来的定义。在旋转机械中，轴系的不平衡，轴承内、外圈滚道及滚子的圆度误差，保持架的不平衡，其它驱动器所在轴的动力装置的不平衡等因素可引起振动；而轴承的滚子、内圈、外圈以及齿轮的“啮合面”的不规则损伤，如剥离、锈蚀、电蚀、裂纹、擦伤，滚道中进入异物（包括轴承本身的损坏失落物），保持架的磨损偏心及不规则振动引起它与内外圈或端盖的碰撞，轴承端盖、叶片和机匣、松动的紧固件对机器的敲击等因素必然引起冲击。不是所有的振动都危及安全，也不是旋转机械发生了故障就一定能引起大的振动；但产生冲击的原因一般是危险因素，亦是旋转机械故障诊断的重点所在。如附图2（a）所示，尽管冲击的基本重复频率也与振动的重复频率相同或相近，但是，初期故障引起的冲击的量值常常远小于振动值。这是因为振动表现为持久过程，能量是持续释放的，累积量值较大，而冲击则是异常短暂的过程，峰值能量也许较大，但累积能量甚微。频谱分析是现今旋转机械故障诊断中最常用的方法，但因为冲击的持续时间短暂，其频谱分布较广，如附图2（b）所示，且在冲击重复频率范围内的分量微小，无法与能量本来较大而又基本集中于低频振动分量相比；因此，用直接对包含故障冲击的振动信号进行频率分析以诊断旋转机械故障的途径是很难实现的。有研究表明：轴承中一个幅值为A的低频冲击，其一阶频谱的幅值通常仅有A/40000，在振动分析中将被正常振动分量所淹没。为此，研发一种用于提取旋转机械冲击类故障信息的自动共振解调器是非常必要的。

滤波器是共振解调器中必不可少的一部分，传统的滤波器大多由电阻、电容、电感等分立元器件，根据理论设计，按一定的方式排列组合而成，虽然也能达到目的，但是存在设计过程复杂、设计成本较高、需占用较大空间、功耗较大等不足。针对现有共振解调器中的有源RC滤波电路存在的不足，本发明中的滤波器（包括共振电路的四阶带通滤波器、高通滤波器、低通滤波器）均采用以集成开关电容滤波芯片为核心的滤波器。有源RC滤波电路的缺点是：由于要求有较大的电容和精确的RC时间常数，以致于在芯片上制造集成组件难度大，几乎不可能；随着MOS工艺的迅速发展，由MOS开关、电容和运放组成的开关电容滤波器已于1975年实现了单片集成化，其优点是：这种滤波器不需要模数转换器就可以对模拟量的离散值直接进行处理；与数字滤波器比较，省略了量化过程，因而具有处理速度快，整体结构简单等优点。此外，开关电容滤波器制造简单、价廉，因而受到各方面的重视，经过40多年的发展，开关电容滤波器的性能已达到相当高的水平，在某些应用场合大有取代一般有源滤波器的趋势。开关电容滤波器是一种离散时间模拟滤波器，如附图3所示，它主要由3个功能部件构成：运算放大器、MOS 开关和电容器，只需较少的外部电阻便可实现多种滤波功能；开关电容滤波器的基本原理就是用电容器代替电阻，电路两点间接有高速开关的电容器，其效果相当于两节点间连接一个电阻；与由分立元件构成的滤波器相比，集成的滤波芯片具有占用体积小、功耗低、设计简单、成本低等优点。开关电容滤波自1978年在国外批量生产以来，在脉冲编码调制PCM通信，语音信号处理领域得到广泛的应用；仅美国就有MAXIM、AD、TI和Linear等公司生产各种型号的开关电容滤波器芯片；目前其品种量多、性能好，频率和相位特性最佳的是MAXIM、Linear Technology公司的产品；大多数的开关电容滤波器芯片都可以用来实现本发明的共振解调器，只是不同的芯片对工作电源、开关控制频率和实现不同功能滤波器的电路配置要求不一致。本发明共振解调器中的开关电容滤波芯片优选：Linear公司的LTC1068、MAXIM公司的MAX7490或MAX7491；LTC1068内有4个单片集成时钟可调的滤波器块，可以用来组成4个2阶、2个4阶或者1个8阶低通、带通、高通、带阻滤波器，最高截止频率可达到140 kHz，采用24 引脚PDIP和28引脚SSOP2种封装；MAX7490与MAX7491的内部结构完全相同，仅工作电压不同，当电源电压为5V时用MAX7490，电源电压为3V时用MAX7491；MAX7491内有2个单片集成时钟可调的滤波器块，可以用来组成2个2阶或者1个4阶低通、带通、高通、带阻滤波器，最高中心频率可达到40 kHz；因此，只需一片LTC1068、二片MAX7490或MAX7491即可实现本发明的共振解调器。考虑到用于旋转机械状态监测的振动冲击传感器，其固有频率难以制作得很高，一般在40kHz以下，故本发明实施例中以MAX7491为例。

参见附图3，MAX7491是一款双路通用开关电容滤波器，它内部由两个完全一样的双二阶拓扑结构的开关电容滤波模块组成。MAX7491采用16脚QSOP封装，低功耗设计、只需+3 V单电源供电（也可以双电源供电），输入和输出均具备轨对轨特性，设计滤波器的中心频率最高可达40kHz；MAX7491具有高精度特性，其中品质因素Q 的误差率为±0.2%，芯片工作时钟转化为滤波器中心频率的误差率为±0.2%。MAX7491的应用设计快捷，只要通过在芯片外部适当连接电阻就可实现不同的滤波功能，可以构成低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器；此外，通过将多个滤波模块级联，还可以配置构成高阶滤波器。所有经典的滤波器拓扑，如巴特沃斯(Butterworth)、贝塞尔(Bessel)、椭圆（elliptic）和切比雪夫（Chebyshev）等均可以由MAX7491 来实现，甚至还可以实现一些用户自定义的算法。在设计滤波器时， 滤波器的中心频率是通过MAX7491工作时钟来确定的。MAX7491 有两个时钟源可供选择：占空比为50%的外部时钟和内部振荡器时钟。使用外部时钟时，滤波器中心频率f_c（单位：kHz）与芯片的外部时钟频率f_clk（单位：kHz）满足关系式： f_c=f_clk/100。使用内部振荡器时钟时，需要在外部连接一个电容C_OSC（单位：pF），则振荡器频率f_OSC（单位：kHz）：f_OSC=135×10³/C_OSC；此时滤波器中心频率为：f_c= f_OSC /100。MAX7491有6种工作模式如下表：

表中：LP是低通滤波、HP 是高通滤波、BP 是带通滤波、N 是带阻滤波、Q 是品质因素；f_c是滤波器中心频率，f_clk是MAX7491 的工作频率。

参见附图4，本发明的共振电路是两个二阶开关电容带通滤波器级联而成的四阶带通滤波器且由集成开关电容滤波芯片IC1和电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6组成。共振是一种司空见惯的物理现象：如果外力的激励频率与物体的固有频率相同，则将激起物体产生很大的振动；如果物体的阻尼很小的话，振动将趋于无穷大。对于任何一个谐振系统，不管激励它的外部作用的重复频率如何不同于其固有频率，只要外作用力的高次谐波在其固有频率为中心的一个通带内，也将激起该系统的共振现象发生，如附图2（c）所示。应用共振的这一独有特性来提取深埋于正常振动信息中的旋转机械的故障冲击的信息。共振解调技术是从振动检测分析技术发展起来的，传统的振动分析技术是直接对振动信号作FFT，对得到的振动频谱进行分析；该频谱中有：机器转子不平衡、支承对中不良等因素引起的低频振动的多阶频谱、齿轮啮合频率振动的多阶频谱和轴承故障损伤引起冲击的若干阶频谱，该频谱前两种因素的谱线非常强大，旋转机械故障冲击的谱线基本上是看不到的；因此，传统振动分析技术是不可能发现旋转机械故障冲击的信息。但旋转机械故障冲击的一个重要特征是具有很宽的频带，应用一个谐振频率远高于常规振动频率的高频谐振器，故障冲击将引起其产生自由衰减震荡即“共振”，对该共振信号进行解调后再作FFT，即可得到旋转机械故障冲击频谱。本发明的共振电路是由两个二阶开关电容带通滤波器级联而成的四阶带通滤波器，包括集成开关电容滤波芯片IC1和电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，其中IC1A和IC1B分别与电阻R1、R2、R3和电阻R4、R5、R6各组成一个二阶带通滤波器，且R1=R4、R2=R5、R3=R6。如果将MAX7491同一芯片中的两个滤波器模块进行级联则可以配置实现2级带阻滤波、低通滤波和带通滤波以及高品质因素的带通滤波器。如果多个芯片级联还可以实现高阶巴特沃斯低通滤波器、低Q值的带阻滤波器等。MAX7491级联后的带宽和品质因素见下表：

表中：B是级联前二阶带通滤波器的带宽、Q 是级联前二阶带通滤波器的品质因素。本发明的共振电路采用MAX7491的模式1实现，其带通增益A_BP=(R3/R1)²，带通中心频率f_BP=f_clk/100，品质因素Q_BP =1.55 (R3/R2)。

参见附图5，本发明共振电路的输入信号V_in是调理后的传感器拾取的旋转机械运行产生的振动冲击信号，为避免低频振动信号的影响，本发明对共振电路输出的V_BP进行高通滤波，以抑制V_BP中的低频振动成分对后续解调电路的影响。本发明的高通滤波是二阶开关电容高通滤波器，采用MAX7491的模式3实现，由MAX7491的一半IC2A和电阻R7、R8、R9、R10组成；电阻R7接在信号输入端，在输出端N 与信号输入端INVA 之间并联反馈电阻R8，在输出端BP 与输入端INVA之间并联反馈电阻R9，在输出端LP 与输入端INVA之间并联反馈电阻R10，则构建了一个2 阶高通滤波器；从输出端N输出信号V_HP。该高通滤波的高通增益A_HP=-R8/R7，截止频率f_HP=(R8/R10)^0.5f_clk/100，品质因素Q_HP =(R8/R10)^0.5R9/R8。

参见附图6，本发明的解调电路是一个绝对值检波电路，由双运放IC3、二极管D1与D2和电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16组成；它分为半波检波电路和加法电路两部分，都采用同相输入的形式就能大大提高输入阻抗，附图6所示电路，输入阻抗约等于两个运放的共模输入电阻的并联，可高达10MΩ以上。本发明中的电阻选择温度特性系数较好的金属膜电阻，解调电路中的双运放IC3为低功耗低噪声双运放，可选型号有：AD8572、AD8599、OP285、OP297、LI1012等。附图6电路中，运放IC3A、二极管D1与D2和电阻R11、R13、R14组成半波检波电路，运放IC3B和电阻R12、R15、R16组成加法电路。解调电路的作用是把共振电路经高通滤波输出的高频共振信号的负半周转换到正半周，以便于后续的低通滤波滤出高频成分后得到故障冲击的包络。

参见附图7，本发明的低通滤波是二阶开关电容低通滤波器，由集成开关电容滤波芯片IC2B和电阻R17、R18、R19、R20组成，IC2B与附图5中的IC2A同是一片MAX7491内部的二阶滤波模块。该低通滤波采用MAX7491的模式3实现，其低通增益A_LP=-R20/R17，截止频率f_LP=(R18/R20)^0.5 f_clk/100，品质因素Q_LP =(R18/R20)^0.5 R19/R18。

参见附图8，本发明的模数转换与CPU模块包括CPU处理器、时钟与复位、CPLD、RAM、ROM、闪盘、通信接口、模数转换，CPU处理器在时钟与复位电路的驱动控制下通过总线与CPLD、RAM、ROM、闪盘、通信接口、模数转换交换数据，还通过CPLD输出逻辑控制信号至RAM、ROM、闪盘、共振解调和模数转换的控制端，以实现自动共振解调和监测数据的保存与传输。本发明的CPU处理器可根据具体的应用要求选择DSP、ARM、MCU中的一种，DSP（Digital Signal Processor数字信号处理器）是一种用于实时完成数字信号处理的微处理器，片内设计有硬件乘法器及累加器，多处理单元、多总线结构、流水线技术、专门的指令系统，能够高速、实时地实现具有乘积累加特点的、复杂的数字信号处理算法，如TI公司TMS320系列、AD公司的ADSP21系列、MOTOROLA公司的MC960系列等；ARM是嵌入式微处理器：基于通用计算机CPU，具有较高的抗干扰能力，可靠性高，地址线较多，存储空间大，可配备实时操作系统，如，ARM7/ARM9等；MCU(微控制器) 也称单片机，用于不太复杂的数字信号处理，结构较简单、没有乘法器、I/O接口多、位控制能力强、成本低、使用方便，如51系列、AVR系列、PIC系列等；考虑到旋转机械状态监测的实时性要求，本发明采用TI公司TMS320系列的C672X浮点DSP。时钟与复位电路分别为DSP提供工作时钟和上电复位信号；ROM用于保存自动共振解调器的执行程序和参数；RAM用于保存自动共振解调器程序运行过程的中间数据；CPLD（Complex Programmable Logic Device）采用了静态功耗极低的ispMACH4000Z系列复杂逻辑可编程器件，是自动共振解调器其它电路与DSP的逻辑输入输出接口，完成本自动共振解调器的地址译码、数据传输、控制输出、信息加密等功能。通信接口采用USB接口。模数转换只要是多通道输入的ADC即可，具体要根据监测系统对采集数据的要求而定；本发明考虑到旋转机械振动监测的动态范围大，选用CRYSTAL公司的CS5361，它是192kHz采样率、多位（24位）音频Δ－ΣA/D转换器，具有双通道输入、采样率高、动态范围大等特点，非常适合于高端音频或其它领域的应用。本发明自动共振解调器在上电初始化时，DSP按默认值设定共振控制频率信号f_clk。每次数据采集时，同步采样信号调理的输出V_in和共振解调器的低通滤波输出V_out，对V_in作FFT变换，运用频谱搜索与识别策略找出V_in中的高频共振带，根据高频共振带的最大中心频率f_c按f_clk^/=100f_c计算共振控制频率信号f_clk，然后由DSP经CPLD输出到共振解调器的共振电路、高通滤波、低通滤波，以确保共振解调器的工作频率始终处在信号V_in中高频共振带的中心频率位置，从而实现对V_in的自动共振解调；对于同步采集的V_out信号，若0.95f_clk^/≤f_clk≤1.05f_clk^/，则将监测数据保存到内部闪盘中。监测结束，上位机经通信接口读取自动共振解调器内部闪盘中的监测数据，上位机软件对数据进行数字抗混滤波、FFT变换与频谱细化、谱线搜索、特征信息识别等法处理后可得出旋转机械故障的诊断结论。

实施例设计：在专利发明人研制的机车走行部故障在线诊断系统中，采用自行研制的振动冲击传感器，其频率特性如附图9所示；该传感器的工作频率范围为2Hz～6kHz，而其固有频率为15kHz；也就是说，当传感器受到冲击时，会产生频率为15kHz的自由衰减振荡，如附图2(c)所示。应用本发明进行自动共振解调时，由附图4的共振电路V_in中的高频振动成分产生共振放大以输出V_BP，附图5的高通滤波器滤除V_BP中的低频振动成分得到V_HP。具体设计时首先确定共振电路的中心频率f_c=f_BP=f_clk/100=15kHz与传感器固有频率一致，则共振解调器的控制时钟输入频率f_clk=100*f_c=1.5MHz；取电阻R1=R4=100kΩ、R2=R5=15kΩ、R3=R6=100kΩ，则共振电路的带通增益A_BP=(R3/R1)²=1，品质因素Q_BP =1.55 (R3/R2) =10.33，带通滤波器的带宽B=f_c/Q_BP=1.45kHz。对于附图5的二阶高通滤波器，其控制时钟输入频率仍然是f_clk=1.5MHz，该滤波器的Q值由R8、R9、R10决定，高通增益由R7、R8调节；该滤波器的目的是虑除共振电路带宽之外的低频信号，设计为一低Q值的2阶高通滤波器，取R7=R8=51KΩ、R9=59KΩ、R10=69KΩ，则二阶高通滤波器的增益A_HP=-R8/R7=-1，截止频率f_HP=(R8/R10)^0.5f_clk/100≈0.868f_c=13.02kHz，品质因素Q_HP =(R8/R10)^0.5R9/R8≈1。附图6所示的检波器电路中，取R11=R12=R13=R14=R15=10KΩ、R16=20KΩ，二极管D1与D2选用结电压较低的锗二极管。附图7所示的二阶低通滤波器，其控制时钟输入频率仍然是f_clk=1.5MHz，该滤波器的Q值由R18、R19、R20决定，高通增益由R17、R20调节；取R18=10K、R19=100K、R17=R20=1M，则二阶低通滤波器的增益A_LP=-R20/R17=-1，截止频率f_LP =(R18/R20)^0.5 f_clk/100=0.1f_c=1.5kHz，品质因素Q_LP =(R18/R20)^0.5 R19/R18=1。该自动共振解调器设计好后，若更换固有频率为10kHz或20kHz的振动冲击传感器，本发明自动共振解调器在通过上电第一次采样后会自动将共振控制时钟频率改为f_clk=1.0MHz或f_clk=2.0MHz，其中的高通、低通截止频率也随之改变。在实际应用中，振动冲击传感器由于存在制造工艺误差，难以保证每个传感器的固有频率完全一致，运用本发明的共振解调器自动跟踪传感器共振带的最大中心频率并据此进行共振解调器，可很好地解决传感器因制造误差不能更换或更换后影响故障诊断结果的问题；另一种情况，在复杂的旋转机械中，故障冲击所引起传感器的自由衰减振荡不是最强烈的，而引起其它机械零部件的自由衰减振荡更最强烈，本发明自动共振解调器能跟踪最大共振带的中心频率以有效提取旋转机械的故障冲击信息。本发明自动共振解调器适用于任何需要共振解调技术的应用。

综上所述，本发明自动共振解调器充分利用了开关电容滤波器的特性，只需要较少的外部元件就可实现复杂的自动共振解调器，制造简单、不需调试，可以满足不同的应用场合需求；解决了现有共振解调器生产调试困难、仅能用于单一对象监测的问题。