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功率分析儀帶寬是否越寬越好?

薛夢雅 ? 來源:jf_76563207 ? 作者:jf_76563207 ? 2025-04-27 09:41 ? 次閱讀
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功率分析儀帶寬越寬,對被測對象的適用性越強,就這一點而言,帶寬越寬越好!實際選購時,需要注意:
儀器的真實帶寬是多少?或者說,在實際使用中,儀器的寬頻帶性能能夠施展多少?
帶寬相關指標包括:信號帶寬、前端傳感器帶寬、固有帶寬、數字帶寬、防混疊濾波器帶寬等,詳見:功率分析儀帶寬相關的幾個重要指標

如下圖所示:對于某次測量而言,功率分析儀的實際帶寬(下稱有效帶寬)取決于上述帶寬指標中最小者,而不是最大者。

wKgZO2gNi06AN7rlAAF-9s56hG0998.jpg

分析儀固有帶寬一般較寬,目前技術可達1MHz甚至更高。
而傳感器尤其是電壓傳感器帶寬目前相對較窄,目前電流傳感器可實現100kHz甚至更高,而電壓傳感器帶寬普遍較窄,額定電壓1kV以上的霍爾電壓傳感器的帶寬普遍低于5kHz,以LEM公司的霍爾電壓傳感器為例,目前額定電壓最高的霍爾電壓傳感器為LV200-AW/2/6400,其帶寬僅700Hz。
防混疊濾波器帶寬與數字帶寬有關,傳感器帶寬、分析儀固有帶寬和防混疊濾波器帶寬中,至少有一個要低于數字帶寬,否則,會產生混疊現象,無法真實還原被測信號。一般是將防混疊濾波器的帶寬設置為低于數字帶寬。
提高采樣頻率即可提高數字帶寬,但是,采樣頻率越高,基波頻率越低,需要功率分析儀的存儲容量越大,傅里葉時間窗的數據長度也越大,對處理器的運算能力要求也越高。因此,目前許多功率分析儀在較低基波頻率時,其采樣頻率較低,這就決定了,其數字帶寬較窄。
以某進口功率分析儀為例,其標稱帶寬為5MHz,最高采樣頻率為2MS/s。可見,其最高的數字帶寬為1MHz。其最高有效帶寬為1MHz。另外,諧波模式下,在不同基波頻率下其實際采樣率為:

wKgZPGgNi1GAZGElAALkdz_yUxg113.jpg

以變頻器測試為例,當基波頻率為50Hz時,其采樣率為51.2kHz,數字帶寬為25.6kHz。資料表明,在100Hz~100kHz范圍內,防混疊濾波器采用數字濾波,以100Hz步幅任意設置,因此,防混疊濾波器可設置為25.6kHz,就該條件下的諧波測試而言,該功率分析儀的有效帶寬為25.6kHz。

目前大部分功率分析儀廠家標稱的帶寬指標指分析儀固有帶寬。AnyWay系列變頻電量測量儀器則標稱有效帶寬。例如: WP4000變頻功率分析儀標稱的100kHz帶寬就是指有效帶寬。

審核編輯 黃宇

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