功率分析儀是目前市場(chǎng)上非常常見(jiàn)的電子儀器，主要用來(lái)測(cè)量電機(jī)、變頻器、變壓器等功率轉(zhuǎn)換裝置的功率、效率等參量。也廣泛用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池等的功率計(jì)算和分析。
可見(jiàn)，功率分析儀在目前市場(chǎng)上應(yīng)用之廣，影響之大。如此之大的市場(chǎng)容量，也伴隨著激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，ZIMMER品牌的功率分析儀已經(jīng)暢銷(xiāo)全球近30年，特別是Z新型號(hào)LMG600更是在性能和參數(shù)上走在了世界前列，今天與大家分享就是LMG600系列產(chǎn)品能夠進(jìn)入市場(chǎng)面向客戶的敲門(mén)磚“DualPath”-雙路徑。
“DualPath”-雙路徑
傳統(tǒng)的功率分析儀，被測(cè)信號(hào)首先經(jīng)歷模擬處理，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器裝換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到的信號(hào)即可在整個(gè)頻率范圍都被測(cè)量，也可經(jīng)過(guò)抗混淆濾波器作為FFT分析的基礎(chǔ)或進(jìn)一步的數(shù)字濾波，由于A/D轉(zhuǎn)換器的局限性，他們固有的一些缺點(diǎn)被帶入到傳統(tǒng)的設(shè)備中，如果開(kāi)啟濾波器進(jìn)行測(cè)量，為了避免FFT分析的混淆，寬頻帶的值被丟棄。如果關(guān)閉濾波器，嚴(yán)格來(lái)講，不應(yīng)使用FFT。加入不使用抗混淆濾波器進(jìn)行整個(gè)頻率范圍的FFT分析，計(jì)算值是可疑的，混淆誤差高達(dá)50%。例如，很容易發(fā)現(xiàn)，無(wú)論如果至少有0.5%的偏差會(huì)被忽視，Z后，當(dāng)交替進(jìn)行濾波和不濾波測(cè)量時(shí)，結(jié)果的有效性同時(shí)是有問(wèn)題的，因?yàn)檫@假定了信號(hào)不隨著時(shí)間而改變這個(gè)條件，而這個(gè)事實(shí)上幾乎是不存在的。此外，這個(gè)處理過(guò)程特別的消耗時(shí)間，Z后，所有的測(cè)量方法的提出都僅僅是令人不滿意的妥協(xié)方案。這就是為什么ZIMMER從根本上重新設(shè)計(jì)信號(hào)的處理和研發(fā)雙路徑結(jié)構(gòu)，模擬處理與傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器相同，然而隨后的數(shù)字處理已經(jīng)徹底改變。
LMG670是世界上D一臺(tái)在每個(gè)電壓和電流通道都有兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器在兩個(gè)獨(dú)立信號(hào)路徑的功率分析儀。一個(gè)用于寬頻信號(hào)的無(wú)濾波測(cè)量，另一個(gè)用于抗混淆濾波器輸出的窄頻帶信號(hào)測(cè)量。并行的采樣值數(shù)字化處理讓用戶同時(shí)獲取同一個(gè)信號(hào)的兩種測(cè)量值，也不用擔(dān)心混淆影響的風(fēng)險(xiǎn)。這種獨(dú)特的處理避免了之前提及的所有方法的缺點(diǎn)，保證在Z短的時(shí)間內(nèi)得到Z精確的結(jié)果。
常見(jiàn)問(wèn)答
1. 一些廠家聲稱(chēng)他們的儀器能夠同時(shí)顯示功率和諧波的有效值，這基本上與雙路徑不是一樣的嗎？
事實(shí)并不是這樣，這不僅僅意味著用戶不在需要切換，在測(cè)量模式同時(shí)可以看到所有需要的值。這種顯示對(duì)使用者帶來(lái)方便，但仔細(xì)思考會(huì)發(fā)現(xiàn)，所顯示的有效值忽略了功率頻譜的重要部門(mén)。關(guān)鍵在于濾波器，它的激活確保了諧波分析的有效性，限制帶寬的同時(shí)影響了顯示的有效值。ZIMMER生產(chǎn)的LMG600系列的功率分析儀帶寬高達(dá)10MHz,在這個(gè)范圍內(nèi)都不會(huì)被忽略。
2. 一些廠家去除所有的濾波器進(jìn)行采樣，通過(guò)數(shù)字濾波隔離窄頻值，這難道不是同樣達(dá)到 雙路徑的結(jié)果嗎？
答案顯然不是的，這混淆了問(wèn)題，并沒(méi)有正確掌握。就頻率來(lái)說(shuō)，采樣率不足，按照理論，濾波前需要去除，因?yàn)樵诓蓸又鬅o(wú)法正確的識(shí)別。例如一個(gè)50Hz的信號(hào)在一個(gè)低采樣率的情況下，顯示波形相比原始波形會(huì)有缺失進(jìn)而無(wú)法正確的識(shí)別波形。
下面的圖形解釋很好的解釋了這個(gè)影響
綠色線是采樣前的原始高頻信號(hào)，紅點(diǎn)顯示的是一個(gè)采樣過(guò)疏導(dǎo)致的結(jié)果，Z終紅色顯示的波形是原始信號(hào)頻率的1/16。
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