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详解功率分析仪的同步源、采样率和更新时间

2023-01-30 12:27:37·  来源：横河测试测量  
　
在功率分析仪的设定菜单或者参数指标里，您会发现这样一些词汇，例如：同步源、采样率和更新时间等。这也是很多测试新手的经常咨询的问题。这些词汇的含义和用途是什么？如何进行设置才能正确测量？下面就针对功率分析仪的同步源、采样率以及更新时间做详细说

在功率分析仪的设定菜单或者参数指标里，您会发现这样一些词汇，例如：同步源、采样率和更新时间等。这也是很多测试新手的经常咨询的问题。这些词汇的含义和用途是什么？如何进行设置才能正确测量？

下面就针对功率分析仪的同步源、采样率以及更新时间做详细说明。


同步源

同步源又分测量的同步源、谐波测量功能的同步源、电机评价功能的同步源。往往这些很容易设置错误，或者理解不准确。下面就分别看看这几种同步源的用途和设置方法。


01、测量区间的同步源（运算方法为同步源周期平均时）

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以WT5000为例，在设备基本输入设定中，轻触同步源“Sync source”出现同步源设置画面，我们可以对同步源进行选择。

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上图我们可以看到，能选择的同步源很多，到底我们应该选择那个参数来当同步源呢？

以使用比较多的电压、电流作为同步源为例，选择失真小、输入电平和频率都稳定的输入信号作为同步源。只有能精确检测出同步源信号的周期，才能取得正确的测量值。

同步源的作用是什么呢？在数据更新周期时间内检测同步源判断测量区间，具体判断依据是检测同步源的上升斜率或下降斜率与指定电平第一个交叉点（交叉点默认是振幅中心）到最后一个交叉点为测量区间。

图示如下：

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所以选对合适的同步源，就选对了最稳定的能提供精确测量结果的输入信号。

当我们不知道哪个信号失真小、频率稳定怎么办呢？

我们可以通过WT5000的波形显示功能，观看一下电压和电流波形，帮助我们选择同步源。

例如，如果被测对象是开关电源，其电压波形失真相比电流波形失真较小的话，请选择电压信号作为同步源。

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02、谐波测量功能的同步源

谐波测量同步源和数据测量同步源的测量原理相同。但是谐波测量同步源的选取要注意，对于要测量的谐波，必须要确定将要用于分析谐波的基波周期（基波信号的周期）——确定基波周期的信号为PLL（锁相环路）源。

选择谐波测量功能的同步源，就要选择与想要测量谐波的信号相同周期的信号。对于稳定谐波测量，选择失真和波动尽可能小的PLL 源的输入信号。如果PLL 源的基波频率波动或如果因波形失真而无法测量基波频率，将无法获取正确的测量。当测量项目为开关电源时且在电压信号的失真小于电流信号的失真等其他情况下，建议PLL 源设置为电压。

如果输入信号的基波频率小于以下频率且输入信号包含高频成分，建议打开频率滤波器并如下设置截止频率。

频率滤波器截止频率设置与基波频率关系：

图片

03、电机评价功能的同步源

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⚪：必须设置

× ：无需设置

  • 当同步源设置为无（默认设置）时，可以执行测量，但也可通过指定同步源增加与功率测量的同步性。

  • 当旋转或扭矩信号为脉冲信号时，其值为平均测量区间的脉冲信号区间，根据同步源确定测量区间；如果脉冲信号区间不在测量区间内，之前区间用于确定测量值。

  • 若要达到稳定电机效率测量，建议将用于电机效率测量的同步源设置为在基本测量条件下的相同同步源。这可确保测量区间与测量功能（如电压、电流和有功功率）同步。

采样率


解释采样率之前要简单介绍一下功率分析仪测量原理，横河功率分析仪是数字化测量和存储的分析仪，这样的好处是带宽大，精度高。

内部构成图：

图片

WT5000A/D分辨率18bit，配合10MS/s的采样率，电压带宽能到10MHz。

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10MS/s的采样率，意味着1秒钟要进行1千万次的采样，其时间分辨率为100ns。

如果采样频率较低，则会引起不稳定测量。因为窄脉冲波形无法正确捕获。


数据更新周期


很多用户会误以为数据更新周期是显示更新速率，其实这两个参数既有关联又有不同。数据更新周期是需要我们设定的，它是数据的运算区间；显示更新是把运算周期得到的参数显示出来，但是当更新时间是10ms、50ms、100ms、200ms，且仅使用数值显示时，将会每200ms~500ms更新一次显示（取决于显示参数数量）。每一个数据更新周期，设备都会更新数据，我们可以把更新的数据存储、通讯传输。所以数据更新周期越小，我们每秒得到的数据就越多，可以较快地反应参数的变动。那么是不是更新得越快越好呢？更新周期时间的选择要参考被测信号的频率。下图是横河功率分析仪的频率下限值对应的更新时间，频率越低，周期时间越长，那么要选的更新周期也越长。

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以上就是对同步源、采样率、更新周期三个参数的含义、用途和设置方法的说明。

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