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

7通道高精度功率分析儀特點

為什么說一個測量通道搭配一個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

 在傳統(tǒng)的功率分析儀測量過程中，一個信號首先要經(jīng)歷模擬調(diào)節(jié)。然后輸出信號在被數(shù)字化之前有選擇地通過一個抗混疊濾波器（AAF），并等待進一步的處理。

是否要通過抗混疊濾波器的決定需要在采樣之前作出，因為這是在混疊時發(fā)生的。這個決定以后再也無法取消。RMS有效值可以在沒有混疊風險的情況下確定，因為他們的可統(tǒng)計屬性，所有其他的測量需要小心應對。

因為單個A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換的限制，傳統(tǒng)的設備會有一些固有的缺陷存在。如果目標是在整個帶寬和基波頻率上測量RMS有效值功率，可交替進行未濾波和濾波的測量方式—理論上是可行的。在實踐中，準確地重現(xiàn)相同的測試點2次是困難的。除非這點可以保證，否則由于缺乏可重復性，所有結果之間的比較都是無效的。另外，這種程序是極其耗時的。如果為了節(jié)省時間而跳過一個變量，結果不可避免地容易出錯。如果濾波器保持激活以避免與FFT混疊，那么在測量RMS有效值時會犧牲掉帶寬。關閉抗混疊濾波器AAF會使FFT無效。如果還是執(zhí)行了測量，結果的質(zhì)量是值得懷疑的。例如，一個50%的混疊錯誤是容易被檢測到的，但是0.5%的偏差可能會被忽略。

高精度功率分析儀工作原理

到Z后，上述所有的測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計了信號處理單元并開發(fā)了雙路徑DUAL PATH架構體系。模擬調(diào)節(jié)與在傳統(tǒng)的測量裝置中的一致，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電流和電壓通道的2個獨立信號路徑中配備了兩個A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器。高精度功率分析儀工作原理：一個是用于寬帶信號的無濾波器測量，另一個是用于抗混疊濾波器AAF輸出端的窄帶信號。對數(shù)字化采樣值的并行處理讓用戶能夠訪問同一個信號的2個測量值，而不存在混疊效應風險。

這個獨特的過程避免了以前方法的所有缺點，并保證了精確的結果在短的時間實現(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

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量模式之間切換，以同時查看所有期望值。這種并行視圖對用戶來說是方便的，但是仔細觀察就會發(fā)現(xiàn)，顯示的RMS有效值省略了功率譜的重要部分。罪魁禍首是抗混疊濾波器AAF，它的激活是為了確保諧波分析的有效性。這個濾波器把帶寬限制在幾百千赫茲，這也會影響顯示的RMS有效值。真正的寬帶值包括DC到10MHz之間的整個功率譜。特別是當觀察開關頻率高達20KHz的PWM信號時，就像在變頻器輸出端發(fā)生的那樣，從300KHz到10MHz的部分不應該被忽略。

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

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，因為它們在采樣后不能再被識別。例如，采樣后，一個低于采樣率的50Hz信號將顯示在50Hz。這個信號是通過欠采樣產(chǎn)生的，與原始信號無法區(qū)分，因為由于采樣率不足，部分原始信息已經(jīng)被刪除。

下圖展示了這個影響：

高精度功率分析儀校準

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