功率分析儀詳解：諧波測(cè)量的解析(3)
前兩節(jié)，我們介紹了THD的定義以及FFT在不同的輸入條件下，會(huì)有不同的結(jié)果。我們可以把測(cè)試信號(hào)分成兩類，一種是供電的工頻信號(hào)，一種是其它信號(hào)。前一種信號(hào)是固定頻點(diǎn)的周期變化的信號(hào)，后一種信號(hào)就可以是類似變頻器輸出的PWM信號(hào)。
固定頻點(diǎn)的周期變化的信號(hào)，我們可以通過固定輸入條件的FFT變化來進(jìn)行諧波分析，依照IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)（對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)是：《GBT--17626.7-2008電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 供電系統(tǒng)及所連設(shè)備諧波、諧間波的測(cè)量和測(cè)量?jī)x器導(dǎo)則》）FFT頻譜分辨率為5Hz，那么50Hz工頻信號(hào)就會(huì)得到10條譜線，根據(jù)IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)，通常把諧波頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的諧波有效值和相鄰的2個(gè)譜線的平方和開根號(hào)值為對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)的諧波子組的有效值。大家看到了，標(biāo)準(zhǔn)里面規(guī)定得很細(xì)，連諧波子組的計(jì)算公式都寫出來了，根據(jù)IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)得到的諧波有效值其實(shí)是特定頻率下，特定頻譜分辨率的諧波子組的有效值。針對(duì)工頻信號(hào)，國(guó)內(nèi)國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)都是按照這個(gè)方式計(jì)算諧波并進(jìn)行比較的。由于工頻信號(hào)的一次諧波頻率基本固定，所以IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了它的THD公式是：
而類似變頻器輸入的PWM信號(hào)，由于其本身含有很豐富的高頻成分，用FFT去把每次高頻諧波都轉(zhuǎn)換出來比較并不合適。比如變頻器輸出基波頻率為20Hz時(shí)，載波頻率有可能搞定100KHz。我們分析信號(hào)的諧波，如果按20Hz為基波進(jìn)行諧波分析，那需要分析5000次諧波才能分析道100KHz，而100KHz載波的情況下，200KHz，300KHz甚至到1MHz都會(huì)有很豐富的諧波。所以這時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，用IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)的公式來分析PWM信號(hào)的諧波需要分析幾萬次甚至幾十萬次才能基波還原真實(shí)的THD。這個(gè)計(jì)算量太龐大了，并不適合實(shí)際測(cè)試應(yīng)用。因而針對(duì)變頻器等類似的輸出信號(hào)，在《GB/T12668.2-2002調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng) 一般要求 低壓交流變頻電氣傳動(dòng)系統(tǒng)額定值的規(guī)定》中規(guī)定了另外一種THD計(jì)算公式：
IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)的諧波總量是把各次諧波累加起來，而GB/T12668.2標(biāo)準(zhǔn)里面的諧波總量是信號(hào)的有效值減去基波有效值。兩種方式從理論上來說都是正確的，分別適用于不同的領(lǐng)域。
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下一次具體介紹多路FFT的應(yīng)用意義，敬請(qǐng)關(guān)注。
