《電子技術(shù)應(yīng)用》
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同步源和PLL源在功率分析儀中的作用

2015-07-09
作者:周立功致遠(yuǎn)電子
關(guān)鍵詞: 同步源 PLL 功率分析儀 電壓

  使用功率分析儀測量數(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),,測量值有可能不穩(wěn)定或出現(xiàn)錯誤,,諧波測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)算功率等測量值,,需要從采樣數(shù)據(jù)中按完整的信號周期截取數(shù)據(jù),,而原始的采樣信號有電壓和電流兩種,由于電壓和電流的信號周期不可能完全一樣,,所以無論選擇電壓信號周期作為截取依據(jù),,還是選擇電流信號周期作為截取依據(jù),都無法完美的截取完整的信號周期,,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)定的信號作為截取依據(jù),,這樣的信號容易測出信號周期,,從而計(jì)算出的功率等測量值也肯定是相對好的,那么作為截取依據(jù)的這個信號我們就稱為同步源,。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)定的輸入信號作為同步源,。

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  當(dāng)被測對象是變頻器,,其電流波形的畸變相比電壓波形較小時(shí),請選擇電流信號作為同步源,。

  在功率分析儀PA6000中,,常規(guī)測量模式只需要設(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,。為什么要在測量諧波時(shí)引入PLL源呢?諧波測量的核心是時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換。離散傅里葉變換(DFT)是對數(shù)字信號進(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的方法來實(shí)現(xiàn)諧波測量的。

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  FFT算法中有一個假設(shè),,假設(shè)離散時(shí)間序列可以精確地在整個時(shí)域進(jìn)行周期延拓,,所有包含該離散時(shí)間序列的信號為周期函數(shù),周期與時(shí)間序列的長度相關(guān),。然而如果時(shí)間序列的長度不是信號周期的整數(shù)倍,,假設(shè)條件是不成立的,就會產(chǎn)生頻譜泄漏,。對信號做FFT分析時(shí),,如果采樣頻率固定不變,由于被采樣信號自身頻率的微小變化以及干擾因素的影響,,就會使采集數(shù)據(jù)不是信號周期的整數(shù)倍,,此時(shí)就會產(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通過比較外部信號的相位和由壓控晶振(VCXO)的相位來實(shí)現(xiàn)同步的,在比較的過程中,,鎖相環(huán)電路會不斷根據(jù)外部信號的相位來調(diào)整本地晶振的時(shí)鐘相位,,直到兩個信號的相位同步。PA6000通過引入PLL硬件,,使采樣頻率和信號頻率同步,,然后通過倍頻保持采樣頻率是信號頻率的整數(shù)倍,保證采集數(shù)據(jù)正好是信號周期的整數(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量通道選擇不同的PLL源。

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                                         圖 1 設(shè)置PLL源

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                                        圖 2 設(shè)置測量通道使用的PLL源


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