使用功率分析儀測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，要選擇合適的同步源，如果同步源設(shè)定不當(dāng)，測(cè)量值有可能不穩(wěn)定或出現(xiàn)錯(cuò)誤，不少客戶經(jīng)常提出疑惑，同步源有什么作用？又該如何選擇合適同步源呢？

不論您是客戶還是前端技術(shù)人員，在首次使用功率分析儀測(cè)試開(kāi)關(guān)電源和變頻器產(chǎn)品時(shí)，您是否有以下疑問(wèn)：

如果被測(cè)對(duì)象是開(kāi)關(guān)電源，其電壓波形的畸變相比電流波形較小時(shí)，建議選擇電壓信號(hào)作為同步源。

圖 1 開(kāi)關(guān)電源同步源選擇電壓信號(hào)

而如果被測(cè)對(duì)象是變頻器，輸出端其電流波形的畸變相比電壓波形較小時(shí)，建議選擇電流信號(hào)作為同步源，并需打開(kāi)頻率濾波器或非測(cè)量通道輸入一個(gè)同步的參考信號(hào)。

圖 2 變頻器同步源選擇電流信號(hào)

揭開(kāi)以上困惑，我們需要從同步源的作用，同步源的原理，如何選擇同步源聊起。

同步源的作用

PA功率分析儀由模數(shù)轉(zhuǎn)換器高速采樣電壓電流瞬時(shí)值，以更新周期為間隔計(jì)算和顯示測(cè)量結(jié)果。對(duì)于交流信號(hào)測(cè)量，需要截取整數(shù)倍信號(hào)周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算才能得到正確的結(jié)果。

一個(gè)更新周期的時(shí)間通常并非剛好包含整數(shù)個(gè)信號(hào)周期，如圖1所示，此時(shí)同步源選擇None是以更新周期所有數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，交流測(cè)量值是不正確的?？梢允贡粶y(cè)信號(hào)自身或其它頻率同步的信號(hào)通過(guò)電壓比較器得到與被測(cè)信號(hào)頻率相同的方波，稱(chēng)為同步源，以更新周期內(nèi)最大連續(xù)整數(shù)個(gè)方波起止時(shí)刻作為計(jì)算的區(qū)間，便可準(zhǔn)確測(cè)量交流信號(hào)的電參量。

另一方面，信號(hào)頻率值是通過(guò)對(duì)同步源脈沖周期測(cè)量得到的。

圖 3 同步源電路圖及選擇

同步源的原理

同步源需要與被測(cè)信號(hào)基頻相關(guān)，也即是要求設(shè)置PA功率分析儀使其能準(zhǔn)確且易于測(cè)量信號(hào)的基波頻率。能夠易于測(cè)量基波頻率需同時(shí)具備：

（1）選擇合適量程使交流信號(hào)幅值盡量大但又不超量程，使信號(hào)能夠觸發(fā)測(cè)頻比較器翻轉(zhuǎn)；

圖 4 不同幅值信號(hào)波形

（2）較少的噪聲、干擾，信號(hào)波形穿越平均值恰為正?；ㄖ芷冢ǚ駝t有過(guò)多的觸發(fā)比較，測(cè)量的頻率偏高）；

（3）波形有明顯地穿越平均值及穿越斜率較陡（否則沒(méi)有明顯的穿越行為可能遺失觸發(fā)，測(cè)量的頻率偏低）。

圖 5 同步源波形選擇

同步源的選擇

在實(shí)際測(cè)試時(shí)，用戶可以根據(jù)輸入信號(hào)的波形特點(diǎn)，選擇合適的同步源，以下6種常見(jiàn)工況可供參考：

情況1：當(dāng)已選擇的同步源有豐富諧波、噪聲和干擾時(shí)，需將同步源改為易于測(cè)出基波頻率的信號(hào)，如方波、正弦波。

情況2：當(dāng)測(cè)量交流和直流疊加信號(hào)時(shí)，若交流信號(hào)幅值較大足以觸發(fā)測(cè)頻比較器且滿足以上三點(diǎn)可選做同步源。

情況3：測(cè)量直流信號(hào)時(shí)

·有可參考的交流信號(hào)，選擇該交流信號(hào)為同步源；

·當(dāng)沒(méi)有其它相關(guān)交流信號(hào)時(shí)，直流信號(hào)有脈動(dòng)或紋波時(shí)，可符合情況2的按情況2處理；

·如果直流信號(hào)上帶微小變動(dòng)的脈動(dòng)或紋波噪聲，交流成分不足以觸發(fā)測(cè)頻比較器，則選擇其它單元相關(guān)的滿足上述3點(diǎn)的信號(hào)，若無(wú)只能設(shè)定為NONE，并選擇長(zhǎng)更新周期確保測(cè)量值的穩(wěn)定性。

情況4：設(shè)定測(cè)量三相設(shè)備時(shí)的同步區(qū)間，同一接線組需設(shè)置相同的同步源。

情況5：設(shè)定測(cè)量功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的效率時(shí)的同步區(qū)間

輸入輸出為交流不同步頻率，各自設(shè)置相關(guān)的信號(hào)做同步源（并適宜選擇較長(zhǎng)的更新周期），一為直流一為交流選擇交流端相關(guān)的信號(hào)做同步源。

情況6：測(cè)量信號(hào)完全不符合以上3點(diǎn)

非測(cè)量信號(hào)通道同步輸入一個(gè)參考的同步信號(hào)，該信號(hào)可以是方波、正弦波等。

圖 6 舉例

如果在測(cè)試前，我們無(wú)法確定待測(cè)設(shè)備的電壓、電流哪個(gè)波形比較干凈，大家也可以利用功率分析儀的波形視圖功能，查看電壓電流波形，結(jié)合實(shí)際波形設(shè)置合適的同步源。