功率分析儀中校零和消零講解
先來說明一下零點誤差對正常測量的影響,基本測量電路如下圖所示:
圖1 校零基本測量電路圖
設(shè)外部輸入實際信號為,對于運放調(diào)理電路來說零點失調(diào)電壓會跟著信號一起放大,設(shè)零點誤差為Vz,如圖 1所示,則對放大電路來說實際收入為Vi+Vz, 經(jīng)過放大后實際輸入到ADC的信號為Vadc=Kx(Vi+Vz)。
圖2 使能校準(zhǔn)電路圖
零點校準(zhǔn)時,SW1斷開,SW2閉合,此時ADC采集到的信號為;正常采樣時SW2斷開, SW1閉合,此時ADC采集到的信號如上面分析為Vadc2=Kx(Vi+Vz),將兩次采樣值相減,則可得:
Vadc=Vadc2-Vadc1=KxVi
此時采集到的信號就是實際希望的信號,零點電壓被消除掉,精度更高,但是對實際輸入信號無影響。PA系列支持零點校準(zhǔn)功能,如圖 3所示,可以點擊“校零”按鈕手動校零或開啟“自動校零”。當(dāng)量程、濾波器等設(shè)置改變時需要自動重新校零。
圖3 校準(zhǔn)儀器界面設(shè)置
2.消零
消零即PA的NULL功能,NULL功能并不改變實際輸入信號,只是將采集到的信號進(jìn)行算術(shù)上的加減實現(xiàn)平移,類似于給用戶提供算術(shù)零點替代實際信號零點。如圖 4所示,測量Vdc直流上疊加的正弦信號,連接正常信號到儀器點擊“NULL”按鍵,則直流信號Vdc會做為新的零點值,采樣后呈現(xiàn)給用戶的是以0點為中心的正弦信號,而Vdc被消除。此時如果接入Vdc的直流信號會顯示測得的信號為0。
圖4 消零示意圖
NULL功能只適合特定用戶處理一些特定信號,呈現(xiàn)給用戶的信號和實際信號有差別,在正常過程使用中開啟NULL功能會導(dǎo)致測量錯誤。PA系列功率分析儀支持NULL功能,設(shè)置圖如下,同時支持用戶輸入自定義的NULL值,在測量回路的直流成分減去設(shè)的定偏置值。
圖5 儀器NULL設(shè)置菜單
綜上所述,校零功能是儀器用來消除內(nèi)部測量電路零點偏差,提高測量精度,采集到的信號還是原始信號。而NULL功能則是儀器提供算術(shù)零點將信號整體平移,采集到的信號與原始信號有固定的直流偏差,適合特定應(yīng)用。