测量电能必不可少的仪器——功率分析仪中的带宽有什么作用?

       通过转换电能,可以获得其他能量,如电加热器或电炉的热量、发动机的动能、荧光灯的光能等。那么如何在物理层面上评估这种能量呢?所以大家来谈谈今天的主角——功率分析仪。测量电气设备功率的测量仪称为功率分析仪。其功能是将无法感知的电功率信号转换为肉眼观察的值(电功率值),了解电功率值的增减,掌握电器的性能和节能。在开发和评估消耗电能的产品时,功率分析仪是必不可少的测量仪器。

功率分析仪

 
带宽的定义
一个信号可以分解为一系列不同频率正余弦函数的加权和。这些加权非零部分对应的三角函数的频率宽度是带宽(Bandwidth)。
功率分析仪的带宽代表了功率分析仪电压或电流通道传输的信号的上限频率与下限频率之间的差异。但大多数功率分析仪的带宽下限频率非常低或可以直接测量DC参数。因此,一般功率分析仪的带宽与其上限频率相同。
 
功率分析仪带宽指标
采样频率、功率分析仪谐波分析、波形分析、电压波动、闪变测量等大多数分析功能都需要利用数字采样技术将连续变化的模拟量转换为时域离散和幅值量化的离散时间数字信号。
香农采样定理中提到,为了不失真地恢复被测信号,采样频率应大于或等于模拟信号频谱中高达频率的两倍。相反,将产生频谱混叠,然后无法完全重建被测信号。
功率分析仪的实际带宽等于高达采样频率除以2,称为奈奎斯特频率。
 
频率滤波器LPF,为防止混叠,其解决方法如下:
可以直接提高采样频率,但会受到设备物理性质的限制,然后无法无限提高。根据第一种方法中存在的问题进行调整,出现了第二种方案:
输入信号的带宽限制是将所有输入信号的重量限制在取样频率的一半以下。模拟低通滤波器也可称为抗混合滤波器,可用于完成带宽限制。在限制带宽时,抗混合滤波器通过快速滚动提供足够的阻带衰减,以减少信号范围大大高于奈奎斯特频率。
仅使用一种方法就会硬生生地衰减高于截止频率的信号。因此,需要根据不同的应用场景和三种常见的滤波器频率响应特性来选择合适的滤波器。
巴特沃斯滤波器具有最平坦的范围响应。这意味着滤波器在通带频率范围内提供最平坦的增益响应,并在过渡区有适度的滚动。
 
贝塞尔滤波器提供统一的时间延迟,以完成恒定的群延迟。这意味着滤波器具有线性相位响应和优异的脉冲输入瞬态响应。同样优异的相位响应以通带的平整度和通带以外的初始滚动衰减缓慢为代价。
切比雪夫滤波器设计在过渡区呈现更陡峭的滚降,但在通带中有更多的纹波。
WT5000功率分析仪提供的滤波器截止频率为0.1kHz~100.0kHz(0.1kHz步进值),但滤波器类型支撑巴特沃斯或贝塞尔。它还支撑固定为1MHz贝塞尔滤波器AAF。
 
小总结:
根据以上理解,大家可以知道横河高精度功率分析仪可以评备的功耗、损耗和效率,特别适用于节能设计中的测试环节。如果你不明白或想知道,你可以在后台留言讨论!如果有其他有趣的内容可以一起分享和理解。
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