LMG600系列功率分析儀DUAL PATH雙路徑技術(shù)/7通道高精度功率分析儀特點(diǎn)

7通道高精度功率分析儀特點(diǎn)

為什么說一個(gè)測(cè)量通道搭配一個(gè)A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換是（大部分情況）不夠的? 7通道高精度功率分析儀特點(diǎn)

 在傳統(tǒng)的功率分析儀測(cè)量過程中，一個(gè)信號(hào)首先要經(jīng)歷模擬調(diào)節(jié)。然后輸出信號(hào)在被數(shù)字化之前有選擇地通過一個(gè)抗混疊濾波器（AAF），并等待進(jìn)一步的處理。

是否要通過抗混疊濾波器的決定需要在采樣之前作出，因?yàn)檫@是在混疊時(shí)發(fā)生的。這個(gè)決定以后再也無法取消。RMS有效值可以在沒有混疊風(fēng)險(xiǎn)的情況下確定，因?yàn)樗麄兊目山y(tǒng)計(jì)屬性，所有其他的測(cè)量需要小心應(yīng)對(duì)。

因?yàn)閱蝹€(gè)A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換的限制，傳統(tǒng)的設(shè)備會(huì)有一些固有的缺陷存在。如果目標(biāo)是在整個(gè)帶寬和基波頻率上測(cè)量RMS有效值功率，可交替進(jìn)行未濾波和濾波的測(cè)量方式—理論上是可行的。在實(shí)踐中，準(zhǔn)確地重現(xiàn)相同的測(cè)試點(diǎn)2次是困難的。除非這點(diǎn)可以保證，否則由于缺乏可重復(fù)性，所有結(jié)果之間的比較都是無效的。另外，這種程序是極其耗時(shí)的。如果為了節(jié)省時(shí)間而跳過一個(gè)變量，結(jié)果不可避免地容易出錯(cuò)。如果濾波器保持激活以避免與FFT混疊，那么在測(cè)量RMS有效值時(shí)會(huì)犧牲掉帶寬。關(guān)閉抗混疊濾波器AAF會(huì)使FFT無效。如果還是執(zhí)行了測(cè)量，結(jié)果的質(zhì)量是值得懷疑的。例如，一個(gè)50%的混疊錯(cuò)誤是容易被檢測(cè)到的，但是0.5%的偏差可能會(huì)被忽略。

高精度功率分析儀工作原理

到Z后，上述所有的測(cè)量方法都只是不令人滿意的妥協(xié)。這就是為什么我們從根本上重新設(shè)計(jì)了信號(hào)處理單元并開發(fā)了雙路徑DUAL PATH架構(gòu)體系。模擬調(diào)節(jié)與在傳統(tǒng)的測(cè)量裝置中的一致，但之后的數(shù)字處理方式與傳統(tǒng)方式發(fā)生了革命性的變化。只有LMG600系列的功率分析儀在每個(gè)電流和電壓通道的2個(gè)獨(dú)立信號(hào)路徑中配備了兩個(gè)A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器。高精度功率分析儀工作原理：一個(gè)是用于寬帶信號(hào)的無濾波器測(cè)量，另一個(gè)是用于抗混疊濾波器AAF輸出端的窄帶信號(hào)。對(duì)數(shù)字化采樣值的并行處理讓用戶能夠訪問同一個(gè)信號(hào)的2個(gè)測(cè)量值，而不存在混疊效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。

這個(gè)獨(dú)特的過程避免了以前方法的所有缺點(diǎn)，并保證了精確的結(jié)果在短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)。

高精度功率分析儀工作原理

常問到的問題：高精度功率分析儀校準(zhǔn)

1. 制造商甲聲稱他的儀器已經(jīng)能夠并行顯示RMS有效值功率和諧波很多年-----這不是基本上與雙路徑DUAL PATH相同嗎？

不，這只是意味著客戶不必在測(cè)量模式之間切換，以同時(shí)查看所有期望值。這種并行視圖對(duì)用戶來說是方便的，但是仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，顯示的RMS有效值省略了功率譜的重要部分。罪魁禍?zhǔn)资强够殳B濾波器AAF，它的激活是為了確保諧波分析的有效性。這個(gè)濾波器把帶寬限制在幾百千赫茲，這也會(huì)影響顯示的RMS有效值。真正的寬帶值包括DC到10MHz之間的整個(gè)功率譜。特別是當(dāng)觀察開關(guān)頻率高達(dá)20KHz的PWM信號(hào)時(shí)，就像在變頻器輸出端發(fā)生的那樣，從300KHz到10MHz的部分不應(yīng)該被忽略。

2. 制造商乙的儀器在采樣過程中移除了所有的濾波器，并允許你稍后應(yīng)用數(shù)字濾波器，以隔離窄帶值----這是否與雙路徑DUAL PATH的結(jié)果相同？

不，它只是證明了Nyquist-Shannon定理和混疊主題沒有得到正確的把握。根據(jù)定理，采樣率不足的頻率部分需要在過濾之前刪除，因?yàn)樗鼈冊(cè)诓蓸雍蟛荒茉俦蛔R(shí)別。例如，采樣后，一個(gè)低于采樣率的50Hz信號(hào)將顯示在50Hz。這個(gè)信號(hào)是通過欠采樣產(chǎn)生的，與原始信號(hào)無法區(qū)分，因?yàn)橛捎诓蓸勇什蛔?，部分原始信息已?jīng)被刪除。

下圖展示了這個(gè)影響：

高精度功率分析儀校準(zhǔn)

綠線表示采樣前的高頻（2MHz）信號(hào)，紅點(diǎn)表示欠采樣結(jié)果----這里的速率略高于信號(hào)頻率（2.125MHz）。錯(cuò)誤的采樣過程，因?yàn)樘?，根?jù)奈奎斯特-香農(nóng)定理，創(chuàng)造了一個(gè)“幻影信號(hào)”的頻率（2.125MHz-2MHz=125KHz）,這只是原來頻率的1/16，不能再與125KHz左右的真正信號(hào)內(nèi)容區(qū)分開來。在這范圍內(nèi)，例如，變頻器的開關(guān)頻率可能會(huì)出現(xiàn)諧波，這反過來又會(huì)被“幻影信號(hào)”扭曲變形。在125KHz附近測(cè)量的功率來自于欠采樣的2MHz信號(hào)的內(nèi)容是不可挽回的丟失了。上述數(shù)值僅僅是一個(gè)例子，錯(cuò)誤的頻率分量可能同樣出現(xiàn)在被測(cè)物的基波頻率附近。高精度功率分析儀校準(zhǔn)。