進(jìn)行功率測(cè)量時(shí)經(jīng)常要使用濾波器,可是對(duì)于大多數(shù)的使用者在面對(duì)橫河功率分析儀WT5000中兩種濾波器的區(qū)別以及設(shè)置方法時(shí)總是存在一些問題。那么今天跟大家分享一下關(guān)于WT5000的線路濾波器(Line Filter)和頻率濾波器(Frequency Filter)的區(qū)別以及兩者的作用,包括WT5000的高級(jí)濾波功能進(jìn)行詳細(xì)講解。
濾波器是一種選頻裝置,能夠讓信號(hào)中特定的頻率成分通過,進(jìn)而在ZD程度上衰減其他頻率成分。采用濾波器的選頻特性,能夠?yàn)V除干擾噪聲或進(jìn)行頻譜分析。(譬如:去除電源中的高頻噪聲)。
WT5000內(nèi)部設(shè)置了兩種濾波器——線路濾波器(Line Filter)與頻率濾波器(Frequency Filter),這兩種濾波器所在的回路不同,所以產(chǎn)生的作用也是不一樣的。
是一款低通濾波器,能夠去除信號(hào)的高頻成分(高頻諧波成分),但僅限于測(cè)量低頻成分。會(huì)影響到電壓RMS、電流RMS、有功功率P等測(cè)量值發(fā)生變化,謹(jǐn)慎使用。對(duì)于變頻器PWM電壓測(cè)量來說,假如一定要開啟線路濾波器去除高頻干擾的話,通常應(yīng)要保障線路濾波器的截止頻率至少是調(diào)制波頻率的9倍至10倍以上。電壓測(cè)量可能會(huì)產(chǎn)生一定的衰減作用,但基本對(duì)功率測(cè)量不會(huì)有影響。同時(shí)也可稱為零交叉濾波器,作用是去除進(jìn)入頻率測(cè)量電路的輸入信號(hào)的高頻成分。對(duì)測(cè)量的電壓/電流波形不會(huì)產(chǎn)生直接影響,可對(duì)周期檢測(cè)有影響。對(duì)于高頻噪聲很多或是嚴(yán)重畸變的波形,應(yīng)要使用頻率濾波器才能得到穩(wěn)定的信號(hào)頻率。功率計(jì)算需要準(zhǔn)確設(shè)定被測(cè)信號(hào)的周期,使用頻率濾波器過濾掉不相關(guān)的頻率含量。諧波分析需要獲得準(zhǔn)確的基波頻率,需要使用頻率濾波器。WT5000線路濾波器(Line Filter)的數(shù)字并行通路結(jié)構(gòu):
考慮到諧波分析算法的特殊性,WT5000中會(huì)把常規(guī)測(cè)量和諧波分析各自用兩個(gè)并行的運(yùn)算電路完成數(shù)據(jù)處理。
常規(guī)測(cè)量回路:利用常規(guī)功率算法,管理電壓、電流、功率、效率等常規(guī)參數(shù)的運(yùn)算
諧波分析回路:利用FFT算法,管理有關(guān)信號(hào)的各次諧波運(yùn)算及諧波畸變率等諧波分析
常規(guī)測(cè)量和諧波分析對(duì)信號(hào)的濾波處理要求不同;WT5000使用了數(shù)字并行通路結(jié)構(gòu),幫助常規(guī)測(cè)量和諧波分析各自搭配了獨(dú)立的數(shù)字線路濾波器,使用者能夠單獨(dú)設(shè)置截止頻率。
根據(jù)下圖展示的來看,將高級(jí)線路濾波器設(shè)置打開時(shí),便能夠單獨(dú)對(duì)各個(gè)通道的常規(guī)測(cè)量和諧波測(cè)量分別設(shè)置不同的截止頻率;兩個(gè)線路濾波器的截止頻率可以從100Hz至100kHz,以100Hz的分辨率隨意設(shè)置。
WT5000頻率濾波器的高級(jí)濾波設(shè)置WT5000的頻率濾波器除低通濾波外,而且還支持高通濾波,能夠有效去除低頻干擾對(duì)基波的影響。
高級(jí)設(shè)置關(guān)閉時(shí),高通濾波器固定為打開,截止頻率為0.1Hz。
開啟高級(jí)設(shè)置后,除了高通和低通濾波器之外,還能夠設(shè)定整流信號(hào)源與零交叉電平,同時(shí)測(cè)量同一信號(hào)的基波頻率和載波頻率。面對(duì)疊加在直流偏置信號(hào)上的交流信號(hào),即便沒有過零點(diǎn),依然可以經(jīng)過設(shè)置高通濾波器測(cè)量到該交流信號(hào)的頻率。
【頻率濾波器高級(jí)設(shè)定打開時(shí)】
①高通濾波器能夠選擇下述截止頻率:0.1Hz,1Hz,10Hz,100Hz~100kHz (0.1kHz步進(jìn))。
②整流器通常應(yīng)用于整流波形基波的測(cè)量。
③交叉電平可靈活設(shè)定,用于檢測(cè)幅值變化較大或者無過零點(diǎn)的信號(hào)的頻率。
WT5000的第二頻率測(cè)量:WT5000能夠同時(shí)測(cè)量單個(gè)輸入信號(hào)的兩個(gè)頻率(例如基波和載波)。把第二頻率測(cè)量功能打開后,能夠設(shè)定第二頻率的高通截止頻率及交叉電平。
根據(jù)上圖來看,例如,如果單元1的電壓信號(hào)基波為50Hz并疊加1kHz的載波信號(hào),WT5000能夠同時(shí)測(cè)量50Hz和1kHz。測(cè)量1kHz頻率時(shí),應(yīng)要設(shè)定第二頻率測(cè)量的頻率濾波器。
高級(jí)頻率濾波的應(yīng)用實(shí)例:失真波形的周期檢測(cè)方法
采用WT5000功率分析儀頻率濾波器中的高級(jí)設(shè)定,精確設(shè)置數(shù)字濾波器的截止頻率和零交叉電平,能夠精準(zhǔn)測(cè)量失真波形的周期。
【整流器OFF時(shí)的測(cè)量周期檢測(cè)】
①根據(jù)上圖中的電源整流波形,可以看到各個(gè)載波周期的幅值變化十分的大,采用默許的過零交叉電平非常不容易得出穩(wěn)定的載波頻率。假如手動(dòng)調(diào)整交叉電平,便能夠準(zhǔn)確測(cè)得載波的頻率。
②利用打開整流器功能,把上圖波形整流為下圖的波形,之后再設(shè)定合適的頻率濾波截止頻率,再設(shè)置合適的交叉電平位置,就能夠得出信號(hào)的變化周期(基波頻率)
【整流器ON時(shí)的測(cè)量周期檢測(cè)】