仪器带宽对测量结果的影响
时间:2017-11-09 13:20来源:ZLG致远电子
摘要:工程师们在调试的过程中,会经常发现,同一个信号用不同的设备测试,结果往往会有些差别。到底哪一个结果才是准确的?我们要科学的选用设备进行测试,不要被错误的结果“蒙骗”了。
工程师们在调试的过程中,会经常发现,同一个信号用不同的设备测试,结果往往会有些差别。到底哪一个结果才是准确的?我们要科学的选用设备进行测试,不要被错误的结果“蒙骗”了。
不同的测试设备都有典型的应用场合和测量范围,之所以会出现测量结果不一致的情况,往往和测试设备本身的参数特性有关系,其中很关键的一个指标就是仪器的带宽。带宽不同的仪器,哪怕测试相同的信号,测试结果往往也都不同。
首先我们来看看仪器测量带宽是什么。仪器的测量带宽简单而言就是仪器能够测试的频率范围,我们将信号幅值衰减到 -3dB 的频率点称为带宽截止频率点,即在输入某一频率正弦波,测量到的幅度衰减为实际幅度的70.7%时,该频率点称为带宽,如下图所示。
不同测量仪器,其带宽都不相同。原因有很多,有些是产品应用和测试对象决定的,比如某些测试应用,用不到很高的带宽,或者信号频率比较固定,测试也有对应的标准,如我们常见的电能质量分析仪,其主要针对电网信号做测量,而电网的信号频率就是 50Hz/60Hz,因此专用的电能质量分析仪的带宽往往也在这个范围。又比如示波器,示波器的带宽往往非常大,市场上常用的带宽一般有 200MHz、350MHz、500MHz,高频应用还会用到 1GHz 以上的带宽。因为示波器常用来捕获时间很快的信号,并且要求能完整的还原波形形状,所以带宽必须很高才能实现功能。
还有一些仪器是因为产品定位不同或者本身的技术瓶颈问题,带宽也各有差异。如功率分析仪、功率计、电参数表等。功率分析仪作为高端测量仪器,一般为高精度高带宽,带宽可以到 2MHz 甚至 5MHz;功率计更多用于产品的检测和生产测试,所以带宽会相对低一些,一般在 100KHz~500KHz;而电参数表多数用于低端应用产品,带宽一般不超过 50KHz。
带宽的不同对测试结果而言到底有什么样的影响呢?下面我们看一个实际测试案例,在某 LED 测试现场,用两台带宽不同的功率计测试 LED 驱动的输入(市电工频 50Hz)电参数,包括电压、电流、功率、功率因数等,测试结果如下图所示:
从图中可以看到,两台设备测试的电压、有功功率基本一致,但是功率因素确相差很大。而功率因数的计算跟无功功率有非常密切的关系,因此可以判断两台设备测试的无功功率肯定有相差。两台设备的标称的基本精度都一样,但带宽却相差很大。致远电子的 PA310 带宽为 300KHz,而另一台设备的带宽只有 5KHz,LED 驱动模块的工作原理为开关输出,因此必然会有高频的信号引入,带宽低的设备测试不到高频信号,因此测试结果也就与带宽高的设备相差甚远。
为了验证测试结果确实是带宽引起的,我们对 PA310 进行了线路滤波器的设置,打开了一个 5.5KHz 的线路滤波器,而后对比两台测试的功率因素,结果两台设备的功率因素确实一致,这也就证明了带宽确实是影响测试结果的重要因素。
看到这里,有人会问,带宽是否越高越好,其实带宽也并不是越高越好,因为带宽越高,引入的高频信号也就越多,很多高频信号对测试结果会造成负面影响,这也不是我们所希望的。但是仪器的测试带宽一定要能满足被测设备的频率范围,否则测试不到真实信号,掩耳盗铃,最终也是错误的结论。
不同的测试设备都有典型的应用场合和测量范围,之所以会出现测量结果不一致的情况,往往和测试设备本身的参数特性有关系,其中很关键的一个指标就是仪器的带宽。带宽不同的仪器,哪怕测试相同的信号,测试结果往往也都不同。
首先我们来看看仪器测量带宽是什么。仪器的测量带宽简单而言就是仪器能够测试的频率范围,我们将信号幅值衰减到 -3dB 的频率点称为带宽截止频率点,即在输入某一频率正弦波,测量到的幅度衰减为实际幅度的70.7%时,该频率点称为带宽,如下图所示。
不同测量仪器,其带宽都不相同。原因有很多,有些是产品应用和测试对象决定的,比如某些测试应用,用不到很高的带宽,或者信号频率比较固定,测试也有对应的标准,如我们常见的电能质量分析仪,其主要针对电网信号做测量,而电网的信号频率就是 50Hz/60Hz,因此专用的电能质量分析仪的带宽往往也在这个范围。又比如示波器,示波器的带宽往往非常大,市场上常用的带宽一般有 200MHz、350MHz、500MHz,高频应用还会用到 1GHz 以上的带宽。因为示波器常用来捕获时间很快的信号,并且要求能完整的还原波形形状,所以带宽必须很高才能实现功能。
还有一些仪器是因为产品定位不同或者本身的技术瓶颈问题,带宽也各有差异。如功率分析仪、功率计、电参数表等。功率分析仪作为高端测量仪器,一般为高精度高带宽,带宽可以到 2MHz 甚至 5MHz;功率计更多用于产品的检测和生产测试,所以带宽会相对低一些,一般在 100KHz~500KHz;而电参数表多数用于低端应用产品,带宽一般不超过 50KHz。
带宽的不同对测试结果而言到底有什么样的影响呢?下面我们看一个实际测试案例,在某 LED 测试现场,用两台带宽不同的功率计测试 LED 驱动的输入(市电工频 50Hz)电参数,包括电压、电流、功率、功率因数等,测试结果如下图所示:
从图中可以看到,两台设备测试的电压、有功功率基本一致,但是功率因素确相差很大。而功率因数的计算跟无功功率有非常密切的关系,因此可以判断两台设备测试的无功功率肯定有相差。两台设备的标称的基本精度都一样,但带宽却相差很大。致远电子的 PA310 带宽为 300KHz,而另一台设备的带宽只有 5KHz,LED 驱动模块的工作原理为开关输出,因此必然会有高频的信号引入,带宽低的设备测试不到高频信号,因此测试结果也就与带宽高的设备相差甚远。
为了验证测试结果确实是带宽引起的,我们对 PA310 进行了线路滤波器的设置,打开了一个 5.5KHz 的线路滤波器,而后对比两台测试的功率因素,结果两台设备的功率因素确实一致,这也就证明了带宽确实是影响测试结果的重要因素。
看到这里,有人会问,带宽是否越高越好,其实带宽也并不是越高越好,因为带宽越高,引入的高频信号也就越多,很多高频信号对测试结果会造成负面影响,这也不是我们所希望的。但是仪器的测试带宽一定要能满足被测设备的频率范围,否则测试不到真实信号,掩耳盗铃,最终也是错误的结论。
免责声明:本文若是转载新闻稿,转载此文目的是在于传递更多的信息,版权归原作者所有。文章所用文字、图片、视频等素材如涉及作品版权问题,请联系本网编辑予以删除。
上一篇:为什么不能用手摸电路板?
下一篇:经常被混淆的电压波动与电压闪变
我要投稿
近期活动
- 安森美汽车&能源基础设施白皮书下载活动时间:2024年04月01日 - 2024年10月31日[立即参与]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年09月01日 - 2023年09月30日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年08月01日 - 2023年08月31日[查看回顾]
- 【在线答题活动】PI 智能家居热门产品,带您领略科技智慧家庭时间:2023年06月15日 - 2023年07月15日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年06月01日 - 2023年06月30日[查看回顾]
分类排行榜
- 汽车电子电源行业可靠性要求,你了解多少?
- 内置可编程模拟功能的新型 Renesas Synergy™ 低功耗 S1JA 微控制器
- Vishay 推出高集成度且符合 IrDA® 标准的红外收发器模块
- ROHM 发布全新车载升降压电源芯片组
- 艾迈斯半导体推出行业超薄的接近/颜色传感器模块,助力实现无边框智能手机设计
- 艾迈斯半导体与 Qualcomm Technologies 集中工程优势开发适用于手机 3D 应用的主动式立体视觉解决方案
- 维谛技术(Vertiv)同时亮相南北两大高端峰会,精彩亮点不容错过
- 缤特力推出全新商务系列耳机 助力解决开放式办公的噪音难题
- CISSOID 和泰科天润(GPT)达成战略合作协议,携手推动碳化硅功率器件的广泛应用
- 瑞萨电子推出 R-Car E3 SoC,为汽车大显示屏仪表盘带来高端3D 图形处理性能
编辑推荐
小型化和稳定性如何兼得?ROHM 推出超小型高输出线性 LED 驱动器 IC,为插座型 LED 驱动 IC 装上一颗强有力的 “心脏”
众所周知,LED的驱动IC担负着在输入电压不稳定的情况下,为LED提供恒定的电流,并控制恒定(可调)亮度的作用。无论是室内照明,还是车载应用,都肩负着极为重要的使命。
- 全桥逆变器PCB走线问题
时间:2024-04-16 浏览量:434
- AP4313 恒流公式看不懂,求助帮忙推导
时间:2024-04-14 浏览量:495
- 请教三相逆变器启动流程
时间:2024-04-12 浏览量:454
- 输出重载时,用万用表测量PFC输出电解电容上电压超过500V?!
时间:2024-04-07 浏览量:405
- An绕组截面积是什么意思
时间:2024-04-03 浏览量:373
- 关于反激电源效率的一个疑问
时间:2022-07-12 浏览量:10250
- 多相同步BUCK
时间:2010-10-03 浏览量:37890
- 大家来讨论 系列之二:开机浪涌电流究竟多大?
时间:2016-01-12 浏览量:43187
- 目前世界超NB的65W适配器
时间:2016-09-28 浏览量:60047
- 精讲双管正激电源
时间:2016-11-25 浏览量:128208
- 利用ANSYS Maxwell深入探究软磁体之----电感变压器
时间:2016-09-20 浏览量:107595
- 【文原创】认真的写了一篇基于SG3525的推挽,附有详细..
时间:2015-08-27 浏览量:100353