為實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選對合適的儀器外,，測試測量方法選擇也不容小覷,。

　　PA功率分析儀功率單元有兩路輸入：電流和電壓。FPGA和DSP等運算直接獲得的測量數(shù)據(jù)只有電壓和電流的ADC直接測量的結(jié)果,，功率,、效率、諧波等均以電壓電流測量為基礎(chǔ),，通過運算獲得的結(jié)果,，如功率就是使用電壓和電流直接測量結(jié)果進行的運算。所以電壓電流測量的準(zhǔn)確性就顯得至關(guān)重要,，導(dǎo)體的電阻率會隨溫度變化,、器件老化、線路共模/串模干擾,、測量走線接線方式,、電路接線方式等都會影響測量結(jié)果，本文重點講解測量接線方式,、電路接線,。

　　1.測量走線接線方式

　　1）不規(guī)則連接--最差的接線方式

　　圖 1、圖 2兩條測量線比較分散,，形成很大的環(huán)路,，當(dāng)環(huán)路中有變化的磁通通過時，根據(jù)電磁感應(yīng)原理,，將在環(huán)路中產(chǎn)生與磁通同樣變化的噪聲電壓,，儀器測到的值不真實。

　　圖 1 電壓不規(guī)則接線方式

　　圖 2 電流不規(guī)則接線方式

　　2）一般接線方式—平行走線

　　圖 3,、圖 4相比分散的連接方式,，測量線形成的環(huán)路很小，僅限于連根線之間,。

　　圖 3 電壓平行走線接線方式

　　圖 4 電流平行走線接線方式

　　3）較好的連接方式—雙絞線

　　圖 5使用雙絞線連接被測信號,，與平行走線相比，雙絞線把環(huán)路細(xì)分到每個絞合環(huán)，相鄰的絞合環(huán)對外部磁場產(chǎn)生相反的噪聲電壓從而抵消掉,。

　　圖 5 電壓雙絞線接線方式

　　圖 6 電流雙絞線接線方式

　　4）理想的接線方式—同軸電纜

　　圖 7,、圖 8對稱的同軸電纜外層導(dǎo)體中心與內(nèi)導(dǎo)體重合，等效面積為0,，因此有很好的磁場屏蔽效果,。

　　圖 7 電壓同軸電纜接線方式

　　圖 8 電流同軸電纜接線方式

　　2.電路連接接線方式

　　功率耗損影響

　　使用和負(fù)載匹配的接線方式可以降低功率損耗對測量精度的影響，以下是考慮電源和負(fù)載電阻的情況,。參考前期微信文檔《功率測量儀器的“特征阻抗”》中電流表損耗定義

　　,，電壓表和電流表內(nèi)阻乘積平方根暫且稱為儀器的“功率特征阻抗”，當(dāng)負(fù)載電阻RL＞RP時,，電壓表損耗大,，推薦電流表內(nèi)接法， 當(dāng)負(fù)載電阻RL＜RP,，電流表損耗大,，推薦電流表外接法。

　　舉例PA5000,，電壓輸入阻抗Rv約2MΩ,，電流輸入阻抗Ri約100mΩ，電流量程選擇1A,，電壓量程選擇300V,，電壓電流功耗函數(shù)圖 9，此時Rp=200,，當(dāng)負(fù)載電阻RL約大于447.2Ω時,，推薦電流表內(nèi)接，反之外接,，示意圖圖 10,。

　　圖 9 電壓電流表功率損耗函數(shù)圖

　　圖 10 內(nèi)外接判定標(biāo)準(zhǔn)圖

　　1）電流表外接---測量較大電流

　　將電壓測量回路連到近負(fù)載一側(cè)。電流測量回路測得流經(jīng)負(fù)載的電流IL和流經(jīng)電壓測量回路的電流IU之和,。因為測量回路電流為IL,，所以誤差僅為IU，對測量精度的影響為IU/IL,。

　　圖 11 電流表外接圖

　　2）電流表內(nèi)接--測量小電流

　　將電流測量回路接到近負(fù)載端,。電壓測量回路測得的電壓等于負(fù)載電壓eL和電流表兩端的電壓eI之和。因為測量回路電壓為eL,，誤差為eI,。對測量精度的影響為RI/RL 。

　　圖 12 電流表內(nèi)接

　　雜散電容的影響

　　將儀器的電流輸入端子連接到接近電源接地電位的一端,，可以降低雜散電容對測量精度的影響,。

　　電壓測量回路和電流測量回路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，如圖 13，因為外部機箱與屏蔽盒絕緣,，所以存在雜散電容Cs,。而誤差正是由該雜散電容產(chǎn)生的電流形成的。

　　圖 13 測量回路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

　　作為舉例,，將考慮電源的一端和外部機箱接地的情況,。

　　這種情況下可以考慮2種電流，負(fù)載電流IL和通過雜散電容的電流ICs如圖 15虛線所示,，IL從電流測量回路流經(jīng)負(fù)載回到電源,。如點劃線所示，ICs從電流測量回路流經(jīng)雜散電容,、外部機箱接地回到電源,。

　　因此，在電流測量回路即使只測量IL,，得到的也是IL與ICs的和(矢量和)，誤差僅為ICs,。假設(shè)施加于Cs的電壓是VCs (共模電壓),，可以通過以下公式求取ICs。因為ICs相位超前電壓90°,，所以功率因數(shù)越小,，ICs對測量精度的影響就越大。ICs= VCs × 2πf × Cs,。

　　圖 14 電流輸入端子連到靠近電源高端

　　圖 15 雜散電容帶來影響

　　如果將電流輸入端子連到靠近電源地電位的一端,，如圖 11，電流測量回路的低端（LO）接近地電位,，VCs約等于零,，ICs幾乎不流通。這樣就降低了對測量精度的影響,。

　　電壓正反接影響

　　1）電壓反接

　　接地的信號源電壓加在屏蔽殼對地電容Cs上,，形成額外的泄露電流ICs，在信號源內(nèi)部和LO測試線阻抗上造成壓降,。

　　圖 16 電壓反接

　　2）電壓正接

　　信號源電壓加在屏蔽殼對地電容上的電壓很小,，ICs為零，沒有額外的泄露電流,。

　　圖 17 電壓正接

　　綜上,，為了實現(xiàn)精確測量，測量走線選用雙絞線或者同軸電纜,，根據(jù)實際情況選擇適合的接線方式,，電壓高端和低端確保不接反。