Comprehensive analysis of harmonics measurement (1)

几乎所有的功率分析仪都有谐波测量功能,有的支持40次,有的支持100次,有的支持128次,这个值是不是越大就越好呢?这个功能又用在哪些测试领域呢?常规谐波测量,IEC谐波测量以及FFT都是与谐波有关的,他们之间有何区别,实际使用过程中又该如何选择呢?

说到谐波,我们首先关注的参数就是THD(总谐波畸变率), 总谐波畸变率就是各次谐波的均方根值除以基波值(有时候是除以总波值叫THF),其值以百分比方式显示。

从上面的计算公式我们可以看出,除数基波值是基本不变的,但是被除数各次谐波的均方根值,则随着谐波次数的增多而增大。也就是说,用于计算THD的谐波次数越大,THD值就越大。而谐波次数越多测试出来的THD值离真实值就越接近。接近真实值有什么用呢?那需要测试多少次谐波的THD值才算比较接近真实值呢?

THD就是告诉你,被测信号里面含有多少谐波成分,是否足够“纯净”。我们的常识里面谐波就是危害很大的,几乎没有好处(谐波当然也可以废物利用,比如供电线融冰),THD的真实值可以最准确的告诉我们,被测信号的“纯度”,就像饮用水里面各种成分的含量一样,谐波就像水里面的漂白粉、重金属、有机物成分等,我们当然希望了解我们的饮用水里面所有各种成分的含量。PA6000最高支持256次谐波,让你看到信号里面的各种”成分”。

希望总是美好的,但现实总是残酷的。由于国内大部分仪器都只能测试40次或以内的谐波,所以目前国内的THD测试标准还是沿用比较落后的40次。不同的谐波测试次数又有什么区别呢?测试40次与测试256次的差异就像,测试饮用水的成分,测试40次只检测了漂白粉的含量;测试256次则除了除漂白粉外,还检测了铜、铁、钠、钾、氨、氰化物等的含量。欧美的一些最新标准已经开始沿用64次谐波的测量标准,德国并网逆变器谐波测量的最新要求已经达到178次。谐波测量次数越来越高将是谐波测量领域的发展趋势,选择PA6000就是占领谐波测量桥头堡!

谐波既然这么重要,那谐波是如何测量出来的呢?

谐波测量的核心是时域到频域的转换。离散傅里叶变换(DFT)是对数字信号进行时域到频域转换,而高效进行DFT的方法就是快速傅里叶变换(FFT)。PA6000就是使用FFT的方法来实现谐波测量的。

PA6000的谐波测量与示波器的FFT有什么区别呢?

示波器的FFT运算是通过采集周期中的某一段数据进行运算并显示结果,用于运算的数据仅仅是所有数据里面的某一部分;而PA6000在谐波测量模式下,所有采集到的数据都用于FFT运算,所以能够测量出谐波在任何时刻的变化!这就是PA6000高精度功率分析仪的核心价值之一!

PA6000值得你拥有!

下一次将介绍更多谐波测量的关键点以及多路FFT的应用意义,敬请关注。