一問(wèn)題的提出

　　目前市面上部分功率分析儀標(biāo)稱(chēng)的帶寬高于采樣頻率，似乎不受奈奎斯特定理對(duì)于采樣頻率與帶寬的限制，其實(shí)，是由于其采用了等效采樣的方式，實(shí)現(xiàn)相對(duì)低采樣率對(duì)高頻信號(hào)的采集，變相的達(dá)到了拓寬分析儀帶寬的目的。那等效采樣是否有那么神奇，對(duì)于我們以精確可靠測(cè)量為目的的功率分析儀來(lái)說(shuō)，采用等效采樣的方式，能準(zhǔn)確測(cè)量嗎?

　　首先給出答案：

　　等效采樣，確實(shí)是一種數(shù)字采樣手段，是高速示波器的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　但是，采用等效采樣方式的功率分析儀只能測(cè)量特定的信號(hào)，并不適用于所有信號(hào)的測(cè)量，特別是變頻電量測(cè)量領(lǐng)域。

二等效采樣原理

　　下面從等效采樣原理的示意圖來(lái)分析，如圖1所示。

　　圖1 周期信號(hào)等效采樣示意圖

　　為了直觀表述，以采集兩個(gè)周期信號(hào)為例。在第一個(gè)周期采樣若干個(gè)點(diǎn)(紅色點(diǎn)表示)，在第二個(gè)周期延時(shí)ΔT后，采樣若干個(gè)點(diǎn)(藍(lán)色點(diǎn)表示)，由于波形是周期重復(fù)的，前后兩個(gè)周期采樣得到的信息都能代表同一個(gè)波形，所以將前后兩個(gè)周期的采樣點(diǎn)重組，可以很好的還原被測(cè)信號(hào)。

　　當(dāng)相鄰的兩個(gè)波形不一樣，采用等效采樣必然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。所以，等效采樣對(duì)被測(cè)信號(hào)有著嚴(yán)格的要求：必須是周期性重復(fù)信號(hào)。

三對(duì)變頻器的輸出采用等效采樣

　　對(duì)變頻器輸出的固定頻率(周期)PWM波，采用等效采樣，如圖2所示。

　　圖2周期PWM波的等效采樣

　　變頻器主要應(yīng)用于電機(jī)的變頻調(diào)速，通過(guò)調(diào)節(jié)輸出PWM波的基波頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。在電機(jī)調(diào)速(改變基波頻率)的過(guò)程中，變頻器的開(kāi)關(guān)頻率并不一定是基波頻率的整數(shù)倍，特別是固定開(kāi)關(guān)頻率的變頻器，其輸出波形中相鄰兩個(gè)周期的波形必然是不一樣的，也就是非周期PWM波。

　　對(duì)于非周期PWM，采用等效采樣，如圖3所示。

　　圖3 非周期PWM波的等效采樣

　　從圖3可以看到，對(duì)于非周期的PWM波采用等效采樣，出現(xiàn)了較大的誤差甚至錯(cuò)誤。

四結(jié)語(yǔ)

　　在變頻電量測(cè)量領(lǐng)域，所面對(duì)的測(cè)量對(duì)象，基本沒(méi)有嚴(yán)格的周期信號(hào)，采用等效采樣的功率分析儀，會(huì)產(chǎn)生一定程度的信號(hào)失真，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性和正確性。

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