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仪器分享——WT5000线路滤波器和频率滤波器有什么区别?详细讲解来啦

时间:2022-10-24   访问量:1030

进行功率测量时经常要使用滤波器,可是对于大多数的使用者在面对横河功率分析仪WT5000中两种滤波器的区别以及设置方法时总是存在一些问题。那么今天跟大家分享一下关于WT5000的线路滤波器(Line Filter)和频率滤波器(Frequency Filter)的区别以及两者的作用,包括WT5000的高级滤波功能进行详细讲解。


什么是滤波器?


滤波器是一种选频装置,能够让信号中特定的频率成分通过,进而在最大程度上衰减其他频率成分。采用滤波器的选频特性,能够滤除干扰噪声或进行频谱分析。(譬如:去除电源中的高频噪声)。



线路滤波器和频率滤波器的区别


WT5000内部设置了两种滤波器——线路滤波器(Line Filter)与频率滤波器(Frequency Filter),这两种滤波器所在的回路不同,所以产生的作用也是不一样的。


线路滤波器.png


线路滤波器(Line Filter)
01
是一款低通滤波器,能够去除信号的高频成分(高频谐波成分),但仅限于测量低频成分。

02
会影响到电压RMS、电流RMS、有功功率P等测量值发生变化,谨慎使用。

03
对于变频器PWM电压测量来说,假如一定要开启线路滤波器去除高频干扰的话,通常应要保障线路滤波器的截止频率至少是调制波频率的9倍至10倍以上。电压测量可能会产生一定的衰减作用,但基本对功率测量不会有影响。


频率滤波器(Frequency Filter)
01
同时也可称为零交叉滤波器,作用是去除进入频率测量电路的输入信号的高频成分。

02
对测量的电压/电流波形不会产生直接影响,可对周期检测有影响。

03
对于高频噪声很多或是严重畸变的波形,应要使用频率滤波器才能得到稳定的信号频率。

04
功率计算需要准确设定被测信号的周期,使用频率滤波器过滤掉不相关的频率含量。

05
谐波分析需要获得准确的基波频率,需要使用频率滤波器。



高级滤波功能及设置方法


WT5000线路滤波器(Line Filter)的数字并行通路结构:

考虑到谐波分析算法的特殊性,WT5000中会把常规测量和谐波分析各自用两个并行的运算电路完成数据处理。

常规测量回路:利用常规功率算法,管理电压、电流、功率、效率等常规参数的运算

谐波分析回路:利用FFT算法,管理有关信号的各次谐波运算及谐波畸变率等谐波分析

常规测量和谐波分析对信号的滤波处理要求不同;WT5000使用了数字并行通路结构,帮助常规测量和谐波分析各自搭配了独立的数字线路滤波器,使用者能够单独设置截止频率。


数字并行通路结构.png


根据下图展示的来看,将高级线路滤波器设置打开时,便能够单独对各个通道的常规测量和谐波测量分别设置不同的截止频率;两个线路滤波器的截止频率可以从100Hz至100kHz,以100Hz的分辨率随意设置。


高级线路滤波器设置.png



WT5000频率滤波器的高级滤波设置


WT5000的频率滤波器除低通滤波外,而且还支持高通滤波,能够有效去除低频干扰对基波的影响。

高级设置关闭时,高通滤波器固定为打开,截止频率为0.1Hz。


开启高级设置后,除了高通和低通滤波器之外,还能够设定整流信号源与零交叉电平,同时测量同一信号的基波频率和载波频率。面对叠加在直流偏置信号上的交流信号,即便没有过零点,依然可以经过设置高通滤波器测量到该交流信号的频率。


频率滤波器高级设定打开时.png

频率滤波器高级设定打开时


①高通滤波器能够选择下述截止频率:0.1Hz,1Hz,10Hz,100Hz~100kHz (0.1kHz步进)。
②整流器通常应用于整流波形基波的测量。
③交叉电平可灵活设定,用于检测幅值变化较大或者无过零点的信号的频率。


WT5000的第二频率测量:WT5000能够同时测量单个输入信号的两个频率(例如基波和载波)。把第二频率测量功能打开后,能够设定第二频率的高通截止频率及交叉电平。


WT5000的第二频率测量.png


根据上图来看,例如,如果单元1的电压信号基波为50Hz并叠加1kHz的载波信号,WT5000能够同时测量50Hz和1kHz。测量1kHz频率时,应要设定第二频率测量的频率滤波器。


高级频率滤波的应用实例:失真波形的周期检测方法

采用WT5000功率分析仪频率滤波器中的高级设定,精确设置数字滤波器的截止频率和零交叉电平,能够精准测量失真波形的周期。


整流器OFF时的测量周期检测.png

整流器OFF时的测量周期检测


①根据上图中的电源整流波形,可以看到各个载波周期的幅值变化十分的大,采用默许的过零交叉电平非常不容易得出稳定的载波频率。假如手动调整交叉电平,便能够准确测得载波的频率。

②利用打开整流器功能,把上图波形整流为下图的波形,之后再设定合适的频率滤波截止频率,再设置合适的交叉电平位置,就能够得出信号的变化周期(基波频率)


整流器ON时的测量周期检测.png

整流器ON时的测量周期检测


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