PA功率分析儀功率單元有兩路輸入:電流和電壓。FPGA和DSP等運算直接獲得的測量數據只有電壓和電流的ADC直接測量的結果,功率、效率、諧波等均以電壓電流測量為基礎,通過運算獲得的結果,如功率就是使用電壓和電流直接測量結果進行的運算。所以電壓電流測量的準確性就顯得至關重要,導體的電阻率會隨溫度變化、器件老化、線路共模/串模干擾、測量走線
接線方式、電路接線方式等都會影響測量結果,本文重點講解測量接線方式、電路接線。
1.測量走線接線方式
1)不規(guī)則連接--最差的接線方式
圖 1、圖 2兩條測量線比較分散,形成很大的環(huán)路,當環(huán)路中有變化的磁通通過時,根據電磁感應原理,將在環(huán)路中產生與磁通同樣變化的噪聲電壓,儀器測到的值不真實。
圖 1 電壓不規(guī)則接線方式
圖 2 電流不規(guī)則接線方式
2)一般接線方式—平行走線
圖 3、圖 4相比分散的連接方式,測量線形成的環(huán)路很小,僅限于連根線之間。
圖 3 電壓平行走線接線方式
圖 4 電流平行走線接線方式
3)較好的連接方式—雙絞線
圖 5使用雙絞線連接被測信號,與平行走線相比,雙絞線把環(huán)路細分到每個絞合環(huán),相鄰的絞合環(huán)對外部磁場產生相反的噪聲電壓從而抵消掉。
圖 5 電壓雙絞線接線方式
圖 6 電流雙絞線接線方式
4)理想的接線方式—同軸電纜
圖 7、圖 8對稱的同軸電纜外層導體中心與內導體重合,等效面積為0,因此有很好的磁場屏蔽效果。
圖 7 電壓同軸電纜接線方式
圖 8 電流同軸電纜接線方式
2.電路連接接線方式
功率耗損影響
使用和負載匹配的接線方式可以降低功率損耗對測量精度的影響,以下是考慮電源和負載電阻的情況。參考前期微信文檔《功率測量儀器的“特征阻抗”》中電流表損耗定義
P=I2Ri
電壓表損耗定義
P=U2/RV,電壓表和電流表內阻乘積平方根暫且稱為儀器的“功率特征阻抗”,當負載電阻RL>RP時,電壓表損耗大,推薦電流表內接法, 當負載電阻RL