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功率分析仪带宽高于采样率,真的能准确测量吗?

一、问题的提出

目前市面上部分功率分析仪标称的带宽高于采样频率,似乎不受奈奎斯特定理对于采样频率与带宽的限制,其实,是由于其采用了等效采样的方式,实现相对低采样率对高频信号的采集,变相的达到了拓宽分析仪带宽的目的。那等效采样是否有那么神奇,对于我们以精确可靠测量为目的的功率分析仪来说,采用等效采样的方式,能准确测量吗?
首先给出答案:
等效采样,确实是一种数字采样手段,是高速示波器的关键技术之一。
但是,采用等效采样方式的功率分析仪只能测量特定的信号,并不适用于所有信号的测量,特别是变频电量测量领域。

二、等效采样原理

下面从等效采样原理的示意图来分析,如图1所示。
1.png
为了直观表述,以采集两个周期信号为例。在第一个周期采样若干个点(红色点表示),在第二个周期延时ΔT后,采样若干个点(蓝色点表示),由于波形是周期重复的,前后两个周期采样得到的信息都能代表同一个波形,所以将前后两个周期的采样点重组,可以很好的还原被测信号。

当相邻的两个波形不一样,采用等效采样必然会出现错误。所以,等效采样对被测信号有着严格的要求:必须是周期性重复信号。

三、对变频器的输出采用等效采样

对变频器输出的固定频率(周期)PWM波,采用等效采样,如图所示。
2.png
变频器主要应用于电机的变频调速,通过调节输出PWM波的基波频率,实现电机的转速调节。在电机调速(改变基波频率)的过程中,变频器的**关频率并不一定是基波频率的整数倍,特别是固定**关频率的变频器,其输出波形中相邻两个周期的波形必然是不一样的,也就是非周期PWM波。

  对于非周期PWM,采用等效采样,如图所示。
3.png
  从图可以看到,对于非周期的PWM波采用等效采样,出现了较大的误差甚至错误。

四、结语

在变频电量测量领域,所面对的测量对象,基本没有严格的周期信号,采用等效采样的功率分析仪,会产生一定程度的信号失真,影响测量的准确性和正确性。

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  1. a396673967 2017-09-20 12:03:15
    谢谢楼主分享 沙龙365登入
    #2 0 举报
  2. luogang55555 2017-09-20 17:26:49
    谢谢楼主分享!!! 沙龙365登入
    #3 0 举报
  3. hongyue524 2017-10-02 15:20:46
    谢谢楼主分享啊啊啊 沙龙365登入
    #4 0 举报
  4. 孟平平 2017-10-11 12:11:38
    谢谢楼主的分享,学习了 沙龙365登入
    #5 0 举报
  5. 罗兴建123 2017-10-11 23:28:22
    谢谢的速度打算放过大 沙龙365登入
    #6 0 举报
  6. 罗兴建123 2017-10-11 23:28:57
    师傅告诉地方地方规划 沙龙365登入
    #7 0 举报
  7. 陈小宝最帅 2017-10-16 15:36:32
    谢谢楼主分享 沙龙365登入
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  8. ctxxxci 2017-10-18 08:51:50
    感谢楼主分享的资料! 沙龙365登入
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  9. ctxxxci 2017-10-18 08:52:09
    感谢楼主分享的资料!感谢楼主分享的资料! 沙龙365登入
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