使用功率分析儀測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí),要選擇合適的同步源,如果同步源設(shè)定不當(dāng),,測(cè)量值有可能不穩(wěn)定或出現(xiàn)錯(cuò)誤,諧波測(cè)量模式還要選擇合適的PLL源,,不少客戶經(jīng)常提出疑惑,同步源和PLL源有什么異同,,他們的作用是什么,?
為了能精確的計(jì)算功率等測(cè)量值,需要從采樣數(shù)據(jù)中按完整的信號(hào)周期截取數(shù)據(jù),,而原始的采樣信號(hào)有電壓和電流兩種,,由于電壓和電流的信號(hào)周期不可能完全一樣,所以無(wú)論選擇電壓信號(hào)周期作為截取依據(jù),,還是選擇電流信號(hào)周期作為截取依據(jù),,都無(wú)法完美的截取完整的信號(hào)周期,怎么辦呢,?從電壓電流中選擇畸變小,、輸入電平和頻率都穩(wěn)定的信號(hào)作為截取依據(jù),這樣的信號(hào)容易測(cè)出信號(hào)周期,,從而計(jì)算出的功率等測(cè)量值也肯定是相對(duì)好的,,那么作為截取依據(jù)的這個(gè)信號(hào)我們就稱為同步源。由此可以得出選擇同步源的依據(jù),,即選擇畸變小,,頻率穩(wěn)定的輸入信號(hào)作為同步源。
當(dāng)被測(cè)對(duì)象是變頻器,,其電流波形的畸變相比電壓波形較小時(shí),,請(qǐng)選擇電流信號(hào)作為同步源。
在功率分析儀PA6000中,,常規(guī)測(cè)量模式只需要設(shè)置同步源,不需要設(shè)置PLL源的,,只有在諧波模式和IEC諧波模式下才需要設(shè)置PLL源,。為什么要在測(cè)量諧波時(shí)引入PLL源呢?諧波測(cè)量的核心是時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換,。離散傅里葉變換(DFT)是對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)域到頻域轉(zhuǎn)換,,而高效進(jìn)行DFT的方法就是快速傅里葉變換(FFT),PA6000就是使用FFT的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)諧波測(cè)量的,。
FFT算法中有一個(gè)假設(shè),,假設(shè)離散時(shí)間序列可以精確地在整個(gè)時(shí)域進(jìn)行周期延拓,,所有包含該離散時(shí)間序列的信號(hào)為周期函數(shù),周期與時(shí)間序列的長(zhǎng)度相關(guān),。然而如果時(shí)間序列的長(zhǎng)度不是信號(hào)周期的整數(shù)倍,,假設(shè)條件是不成立的,就會(huì)產(chǎn)生頻譜泄漏,。對(duì)信號(hào)做FFT分析時(shí),,如果采樣頻率固定不變,由于被采樣信號(hào)自身頻率的微小變化以及干擾因素的影響,,就會(huì)使采集數(shù)據(jù)不是信號(hào)周期的整數(shù)倍,,此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生頻譜泄露。
PLL鎖相環(huán)是一種反饋電路,,其作用是使得電路上的時(shí)鐘和某一外部時(shí)鐘的相位同步,。PLL通過(guò)比較外部信號(hào)的相位和由壓控晶振(VCXO)的相位來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的,在比較的過(guò)程中,,鎖相環(huán)電路會(huì)不斷根據(jù)外部信號(hào)的相位來(lái)調(diào)整本地晶振的時(shí)鐘相位,,直到兩個(gè)信號(hào)的相位同步。PA6000通過(guò)引入PLL硬件,,使采樣頻率和信號(hào)頻率同步,,然后通過(guò)倍頻保持采樣頻率是信號(hào)頻率的整數(shù)倍,保證采集數(shù)據(jù)正好是信號(hào)周期的整數(shù)倍,,從而消除頻譜泄露,。如何選擇PLL源呢,由選擇同步源的原理可知,,當(dāng)然選擇畸變小,,頻率穩(wěn)定的輸入信號(hào)作為PLL源!
相比PA6000,,周立功致遠(yuǎn)電子最新的PA5000功率分析已經(jīng)支持雙PLL源了,,用戶可以為不同的測(cè)量通道選擇不同的PLL源。
圖 1 設(shè)置PLL源
圖 2 設(shè)置測(cè)量通道使用的PLL源