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从而确保除了感兴趣的频率进行测量以为,其它频率都被排除。这个步骤满足条件并确保对信号的带宽进行了限制。有两个因素会导致简单的抗混叠方法复杂化。个也是容易解决的因素是,抗混叠滤波器的滚降(rolloff)速率是有限的。如图6所示,在实际滤波器的通带和截止带之间有一个过渡带。这个过渡带中的频率可能产生混叠。为了避免这些混叠分量,滤波器的截止频率必须低于理论频率上限?s/2。解决这个问题的简单办法是使用过采样(以高于Nyquist采样率的速率进行采样)。使采样频率略高于?max的两倍,也就是截止带实际开始频率的两倍,而不是要测量的频率的两倍。许多VSA的实现都使用保护带以防止显示混叠的频率分量。
FFT计算超出50%?s(相当于?s/2)的频谱分量。保护带大约在?s的40%至50%(或?s/2.56至?s/2)之间并且没有显示,因为它可能被混叠分量破坏。不过当VSA软件进行逆FFT运算时,在保护带中的信号用于提供的时域结果。高滚降率滤波器再结合保护带,会抑制潜在的混叠分量,并将它们衰减到远低于测量前端的底噪。另一个致使混叠(有限的频率分辨率)复杂化的因素解决起来难得多。首先,为宽频扫宽(高采样率)设计的抗混叠滤波器不适用于测量小分辨率带宽,原因有二个:一是需要极大的样本数量(内存分),二是需要惊人的FFT计算量(长测量时间)。例如,当采样率为10MHz时,一个10Hz分辨率带宽的测量将需要超过100万点的FFT。
也就是需要使用巨大容量的存储器和极长的测量时间。这是不可接受的,因为小分辨率带宽的测量能力是VSA的一大优势。提高频率分辨率的一个方法是减小?s,但代价是降低了FFT的频率上限,也就是终分析仪的带宽。不过,这仍不失为一个好方法,因为它允许你控制测量分辨率和频率范围。当采样率降低时,抗混叠滤波器的截止频率也必须降低,否则就会发生混叠。一种可能的解决方案是对每个扫宽提供一个抗混叠滤波器,或提供一个可选择截止频率的滤波器。使用模拟滤波器实现这种方案的困难很多,而且成本高昂,但是有可能通过DSP以数字形式添加额外的抗混叠滤波器。数字抽取滤波器和重采样算法提供了频率分辨率受限制问题的解决方法。AgilentVSA软件中就使用了这种方法。
数字抽取滤波器和重采样执行必要的操作以允许改变扫宽和分辨率带宽。数字抽取滤波器同时降低采样率并限制信号的带宽(提供混叠)。输入数字滤波器的采样率为?s;输出该滤波器的采样率为?s/n,其中“n”是抽取因子,为整数值。类似的,输入滤波器的带宽为“BW”,输出滤波器的带宽为“BW/n”。许多实现过程执行二进制抽取(采样率按1/2的速度降低),这意味着采样率按2的整数幂改变,即步进值为1/(2n)(1/1/1/8......)。通过“除以2n”得出的频率扫宽称为基数扫宽。由于减少了DSP操作,通常在基数扫宽上进行的测量比在任意扫宽上进行的测量要快。抽取滤波器允许采样率和扫宽以2的幂次改变。
要获得任意扫宽,采样率必须是无限可调的。这由抽取滤波器之后的重采样或插值滤波器来完成。尽管数字重采样滤波器在降低采样率的同时提供了混叠的,模拟抗混叠滤波器仍然是必要的,因为数字重采样滤波器本身也是一个被采样系统,必须被防止出现混叠。模拟抗混叠滤波器运行于?s上,保护宽频率扫宽上的分析。在模拟滤波器之后的数字滤波器,为较窄的、用户定义的扫宽提供抗混叠能力。当抗混叠涉及带限信号,并使用示波器作为VSA软件前端时,还必须采取额外的措施。下一个限制小分辨率带宽分析的复杂因素来源于FFT算法自身的本质特性;FFT实质上是一个基带转换。这意味着FFT频率范围从0Hz(或DC)开始,一直到某个大频率(?s/2)结束。
在小频段需要被分析的测量情况中,这可能是一个重大限制。例如,如果测量前端的采样率为10MHz,频率范围将从0Hz到5MHz(?s/2)。如果时间样本数量(N)为1024,那么频率分辨率将为9.8kHz(?s/N)。这意味着接近9.8kHz的频率可能无法分辨。如前所述,可以通过改变采样率来控制频率扫宽,但是由于扫描范围的起始频率是DC,所以分辨率仍然受到限制。频率分辨率可以任意提高,但是付出的代价是高频率的降低。这些限制的解决方法是带宽选择分析,又称为“缩放操作”或“缩放模式”。缩放操作使您可以在保持中心频率不变的情况下减小频率扫宽。这点非常有用,因为你可以分析和查看远离0Hz的小频率分量。缩放操作允许你将测量焦点放在测量前端频率范围内的任意频率点处(图7)。
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世界各国的标准流出杯,由于容积及流出孔的尺寸不同,所测得的粘度值也互不相同。虽然各国为了扩大粘度的测量范围,都配备不同孔径的流出杯以成系列,如美国福特杯德国DIN杯均为一套个,但仍缺乏互换性,影响国际间的技术交流。为了使流出杯设计标准化并提高流动稳定性,同时也为了统一各国流出杯的尺寸,便于在测定数值方面互相比较,国际标准化组织提出了改进的ISO流出杯。ISO流出杯也是上部为圆柱形,下部为圆锥形的容器,锥底是一加长的小圆柱形漏嘴,外部有一个保护套使流出杯突出的嘴子不致受到意外的损坏。
ISO流出杯合理的先进性首先在于圆锥角度为°,比涂杯大涂杯仅为°),这样则更有效地克服了液体进入流出孔时造成的紊流。其次ISO流出杯的流出孔长度为mm,长度与孔径之比即为,而涂杯值越大,则流出孔的毛细管作用越明显,液体流动也更稳定。此外,ISO流出杯粘度测试范围较宽,不同孔径的流出杯,其测试样品的运动粘度范围也不同,号杯测试范围为杯其系列化不仅增大了测试范围,也提高了测试精度。ISO流出杯虽然比各国现有的标准流出杯设计先进,但其适用范围仍限于具有牛顿型或近似牛顿型流体涂料的产品。
测试前应注意对流出杯孔径的选择,即被测试样在该流出杯的流出时间好在秒至秒之间,若超过秒,由于延迟效应,断流点会难于判定,且重复性差。校正流出杯时,应使用已知运动粘度的标准油,根据标准油提供的数据绘出运动粘度对温度的曲线图。然后在℃至℃范围内的某一已知温度测量准确至℃)下测定该标准油的流出时间,记录这个流出时间,应在秒至秒范围内,好接近此范围的中点,准确至秒。再从已绘好的曲线图中查得标准油在此温度时的运动粘度,利用如上的校正公式计算出与此运动粘度相对应的流出时间。
也可由校正公式绘制出每个流出杯的校正曲线,图所示为号杯的校正曲线。从图中查出标准油相应的流出时间,比较所得到的两个流出时间,若两个值之差不大于%,即认为此流出杯适合使用。锂离子电池浆料由活性物质正负极材料黏结剂导电剂等,通过搅拌的方式均匀分散于溶剂中制备而成。粘度是影响锂离子电池浆料的重要因素之一,它不但影响浆料的流动性能,而且粘度的一致性和高低同样会影响后序涂布的均匀性和涂布效率。粘度过高或过低都不利于极片涂布,粘度过高的浆料流平性不佳,不利于涂布;粘度过低的浆料虽然流动性好,但干燥困难,降低了涂布的干燥效率,还会发生涂层龟裂浆料颗粒团聚问题。
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