EDM · Digital Filters

Crystal Instruments EDM 实时数字滤波器

在采集前端实时运行 FIR、IIR 与抽取滤波器，用户以图形工具拖出 dB 幅频曲线即可跟踪指定频带能量。

Crystal Instruments Corporation 原厂产品，西科创业中国区供货与服务 · 原厂页面 ↗

产品概述

实时数字滤波器用于对测量信号进行实时滤波，滤波特性可由用户按具体应用需求定义。它工作在数据调理阶段：滤波器先在图形设计工具中设计，随后下装到采集前端进行实时计算。设计工具以 dB 刻度定义滤波器性能的纵轴，横轴则为相对频率。

一个直观的用法是：如果用户只想观察某个特定频带随时间变化的能量分布，而非整个频谱，可以构建一个带通滤波器，再在其输出上施加 RMS 估计器。在 EDM 软件中，这一过程以图形化框图表示——左侧图标 CH1 代表原生测量的时间流，接入 IIR 滤波器后产生名为 iirfilter(ch1) 的信号，再接入 RMS 估计器，输出 rms(iirfilter(ch1))。

该选项包含三类数字滤波器：有限冲激响应（FIR）、无限冲激响应（IIR）以及抽取（decimation）滤波器。对 FIR 与 IIR 可指定低通、高通、带通或带阻及多种设计方法。滤波器设计的实质是按用户给定准则计算一组滤波系数，准则由以下变量描述：滤波器系数个数（即滤波器阶数，阶数越低响应越快、输入与输出间的时延越小）；截止频率（低通或高通只需一个，带通或带阻需要两个，例如设计为约 0.1 与 0.2 Hz）；阻带衰减（定义被抑制频率处信号被切除的程度，理论上越高越好，示例中最高旁瓣约在 0.25 Hz 以下、衰减大于 40 dB）；通带纹波（数字滤波器难以避免的波动，若要非常平坦可设定极低纹波，理想情况下通带应平坦而阻带可容忍一定纹波）；过渡带宽度（带通与阻带之间区域的宽窄，理想越小，但极窄过渡带需要更高阶滤波器，会影响响应时间与纹波，示例过渡带为 0.05 至 0.1 与 0.2 至 0.25）。

多数情况下滤波器设计需要在最小化阶数、纹波、过渡带宽度与响应时间之间权衡，难以同时满足全部目标；设计往往是一个迭代过程，经验会带来帮助。

技术参数

Crystal Instruments EDM 实时数字滤波器 — 技术参数
滤波器类型	FIR、IIR、抽取 (decimation)
滤波形式	低通、高通、带通、带阻
阻带衰减（示例）	大于 40 dB
过渡带宽度（示例，相对频率）	0.05–0.1、0.2–0.25
带通截止频率（示例）	约 0.1 与 0.2 Hz
应用阶段	数据调理（采集前端实时计算）

参数摘自原厂资料。同一型号常有选配与衍生版本，下单前请与我们确认最终配置。

核心特性

在数据调理阶段对测量信号实时滤波
通过图形设计工具以 dB 幅频曲线定义滤波特性
提供 FIR、IIR 与抽取三类数字滤波器
支持低通、高通、带通、带阻及多种设计方法
可对滤波输出施加 RMS 估计器以跟踪特定频带能量
设计参数覆盖阶数、截止频率、阻带衰减、通带纹波与过渡带

典型应用

跟踪特定频带能量随时间的分布
旋转机械窄带振动分量的实时提取
传感器信号的实时调理与去噪
旋转/往复机械故障特征的实时隔离
实时报警与状态监测中的限值判定

常见问题

EDM 软件必须搭配 Crystal Instruments 的硬件才能使用吗？

EDM 前端的实时分析与控制功能运行在 Crystal Instruments 的 Spider 与 CoCo 硬件上，因此实时采集、振动控制和实时数字滤波需要配套硬件。但 EDM Post Analyzer 是独立的 Windows 应用，可直接在电脑上打开已录制的数据文件做事后分析；CI Data File Reader API 也是独立的免费库，能被任意第三方软件调用。只要你有 CI 仪器或拿到 ATFX 数据文件，就可在 PC 端完成大部分分析，不必被绑在同一台设备上。Post Analyzer 本身又分 PA Viewer、PA Basic 与 PA Premium 三个版本，分别对应查看与报告、FFT 频谱与三维显示、以及倍频程与阶次等高级功能，可按需选用。

实时分析和事后分析（Post Analyzer）有什么区别？

实时分析在采集过程中同步完成，EDM 前端随数据流入即时给出频谱、RMS、控制曲线与报警，适合边测边判、试验中断保护和过程监控。事后分析针对已经录好的时间流数据，在 PC 上离线重算，可切换不同的 FFT 参数、窗函数、滤波器与分析方法反复处理，还能批量处理同结构的多个数据文件，显示形式包括时域与频谱、瀑布图、彩色谱阵图和 Bode 图。两者互补：现场用实时分析保证试验安全，试验后用 Post Analyzer 深挖细节并生成报告。

EDM Cloud 的数据安全吗？能部署在内部服务器上吗？

EDM Cloud 按账号权限控制访问，允许多个用户在世界各地同时监控多台振动台与温湿度箱的试验，并通过 EDM Mobile 接收试验警告、中断和完成的推送通知。它支持 EDM 振动测试、温度湿度测试以及振动与温湿度组合测试三类数据。对于涉密试验，EDM Cloud 可以部署在组织内部网络的自有服务器上，把信息交换和数据共享限制在网络内部，从而兼顾远程监控的便利与数据安全。使用它需要搭配 Crystal Instruments 控制器产品和 EDM Cloud 账号。