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如何使功率分析仪测量结果更准确

2017年04月19日 14:58 次阅读

高端测量仪器都是由许多电子元器件组成,仪器在工作过程中,电子元器件产生的热量汇聚,使仪器内部温度升高,导致仪器精度下降。高端测量仪器是如何解决温度对自身精度的影响呢?

温度影响电子元器件的性能

1.对二极管伏安特性的影响

在环境温度升高时,二极管的正向特性曲线将左移,反向特性曲线将下移,如图1所示。在室温附近,温度每升高1℃,正向压降减小2~2.5mV;温度每升高10℃,反向电流约增大一倍。可见,二极管的特性对温度很敏感。

图 1 二极管的伏安特性

2.对晶体管输入输出特性的影响

由于半导体材料的热敏性,晶体管的参数几乎都与温度有关。

温度对输入特性的影响:与二极管伏安特性类似,当温度升高时,正向偏移将左移,反之将右移,如图2所示。

温度对输出特性的影响:如图3实线,虚线分别所示为20℃和60℃时的特性曲线,可见,温度升高时,由于输入特性左移,导致集电极电流增大。

图 2 温度对晶体管输出特性影响

图 3 温度对晶体管输入特性影响

稳定静态工作点抑制温漂

在引起静态工作点不稳定的诸多因素中,温度对晶体管参数的影响是最为主要的,所谓稳定静态工作点抑制温漂通常是指在环境温度变化时,晶体管的静态集电极电流和管压降基本不变,必须依靠基电极电流的变化来抵消集电极电流的变化,常用的是引用直流负反馈或温度补偿的办法使基极电流在温度变化时产生与集极电流相反的变化。

仪器预热的必要性

根据仪器设备的用途和精密等级不同,有的需要预热,有的不需要预热,仪器设备预热是为了内部电子器件达到热稳定平衡。电路中的电容,电感,晶体管等达到稳态,需要一定的时间,必须预热以降低测量误差,越是精密的仪器设备预热时间越长。

致远电子功率分析仪如何使测量结果更准确:

1.在仪器使用之前,需要对仪器进行预热;

2.在测量开始之前,需要进行调零操作,调零是指在功率分析仪内部电路中创造一个输入信号为零的状态,并将该状态下的计算结果设为数值意义上的零电平的过程;

3.选择合适的量程、更新率和同步源对功率分析仪的测量准确性至关重要。例如当更新周期小于被测信号周期时,如下图4所示,整个更新周期内的数据成为测量区间,整个更新周期内的采样数据将被平均,因此影响测量结果的准确性。在这种情况下需要增大更新周期,使得包含更多周期的被测信号进入测量区间;

图 4 更新周期对比

4.降低杂散电容对测量结果的影响,因为仪器机壳与内部测量电路的屏蔽盒之间是绝缘关系,所以二者之间存在杂散电容,把电流测量回路接到低电压侧,如图5所示,也就是将仪器的电流输入端子连接到接近电源(Source)接地电位的一端时可以有效降低杂散电容对测量精度产生的影响;

图 5 接线图

5.降低功率损耗的影响,在测量大电流情况下,需要将电压测量回路接到靠近负载一侧,电流测量回路测得的结果就是流经负载和电压测量回路的电流之和,测量误差仅是流经电压测量回路的电流。在测量小电流情况下,则需要将电流测量回路接到靠近负载一侧,电压测量回路测得的结果就是负载电压和电流测量回路的电压之各,测量误差仅是电流测量回路两端电压;如图6所示。

图 6 不同电流下的接线图

同时,致远电子的PA功率分析仪采用了高稳定度温度补偿的100M同步时钟,保证ADC采样每个通道的相位同步,电压电流相位误差在10ns以内。 在主机部分的模块控制单元,我们采用了一个高稳定度温度补偿的100M 同步时钟,这个时钟信号将送到每一个通道的ADC,用来保证ADC采样相位同步,单通道与通道间的电压、电流误差可以保证在10ns 以内,减小测量时U、I 夹角仪器本身引入误差,保证有功功率及功率因数测量精度!行业内测量存在功率因素过1,或者过低而无法准确测量的难题,与仪器本身的引入误差和测试方法有很大的关系。而在致远电子功率分析仪推出之前,早期的仪器基本依靠后期校准,而非硬件同步时钟源的方式,这源于电子技术进步!如图7所示。

图 7 PA功率分析仪架构

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发表于 2018-01-25 16:15 386次阅读
变容二极管有没有正负极_如何判断变容二极管正负极

发光二极管的优点,发光二极管和二极管有区别吗

当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字...

发表于 2018-01-25 13:47 335次阅读
发光二极管的优点,发光二极管和二极管有区别吗

常用整流二极管型号有哪些

整流二极管是一种能够将交流电能转化成为直流电能的半导体器件,整流二极管具有明显的单向导电性,是一种大...

发表于 2018-01-24 14:51 762次阅读
常用整流二极管型号有哪些

硅整流二极管特性及工作原理

一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结,有正极和负极两个端子。二极管最重要的...

发表于 2018-01-24 14:06 471次阅读
硅整流二极管特性及工作原理

充电器充满变灯电路图(五款充电器充满变灯指示电路...

本文主要介绍了充电器充满变灯电路图,并对几款充电器充满变灯指示电路进行了详细解析供大家参考,电池过度...

发表于 2018-01-24 10:22 3413次阅读
充电器充满变灯电路图(五款充电器充满变灯指示电路...

快恢复二极管反向恢复时间及参数介绍

快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管,主要应用于开关电源...

发表于 2018-01-24 10:09 669次阅读
快恢复二极管反向恢复时间及参数介绍

开关电源中肖特基二极管的作用

开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源肖特基二极...

发表于 2018-01-23 17:01 628次阅读
开关电源中肖特基二极管的作用

肖特基二极管和整流二极管区别在哪里

整流二极管一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结,有正极和负极两个端子。肖特...

发表于 2018-01-23 15:52 894次阅读
肖特基二极管和整流二极管区别在哪里

肖特基二极管和稳压二极管有什么区别

稳压二极管,英文名称Zener diode,又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态,其电流可在很大范...

发表于 2018-01-23 15:33 520次阅读
肖特基二极管和稳压二极管有什么区别

如何区分二极管和电阻

将万用表置于相应的直流电压挡。测试电压由兆欧表提供。测试时,摇动兆欧表,万用表所指示的电压值即为被测...

发表于 2018-01-23 11:38 458次阅读
如何区分二极管和电阻

pfc电路中二极管的作用

可见在PFC电感之后这个二极管虽然并不显眼,但确实非常重要。虽然在日常使用中几乎难以察觉其作用,但在...

发表于 2018-01-23 10:43 195次阅读
pfc电路中二极管的作用

常用电子元器件识别方法汇总(电阻、电容、二极管、...

一、电阻 电阻在电路中用R加数字表示,如:R13表示编号为13的电阻。电阻在电路中的主要作用为分流、...

发表于 2018-01-23 10:38 1487次阅读
常用电子元器件识别方法汇总(电阻、电容、二极管、...

教你看二极管钳位电路图

钳位电路(ClampingCircuit)的作用是把整个信号幅值进行直流平移。最后的输出波形与输入波...

发表于 2018-01-20 10:29 569次阅读
教你看二极管钳位电路图

钳位电路二极管作用解析

二极管钳位保护电路是指由两个二极管反向并联组成的,一次只能有一个二极管导通,而另一个处于截止状态,那...

发表于 2018-01-20 10:16 260次阅读
钳位电路二极管作用解析

双二极管钳位电路的原理分析

钳位电路经常用于各种显示设备中。在示波器和雷达显示器中用钳位电路使扫描信号的直流分量得到恢复,以解决...

发表于 2018-01-20 09:21 364次阅读
双二极管钳位电路的原理分析

GaN功率电子分立器件产品类型的简介以及其特点和...

氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)并称为第三代半导体材料的双雄。氮化镓具有宽的直接带隙、强的原子键、...

发表于 2018-01-18 15:36 1704次阅读
GaN功率电子分立器件产品类型的简介以及其特点和...

快速理解二极管中的钳位电路及稳压电路

本文主要介绍了教你如何快速理解二极管中的钳位电路及稳压电路。对于钳位电路二极管跟稳压电路二极管很多人...

发表于 2018-01-18 13:12 645次阅读
快速理解二极管中的钳位电路及稳压电路

8个数码管静态显示_数码管的动态显示

本文主要介绍了几个数码管静态显示以及数码管的动态显示程序,数码管由多个发光二极管封装在一起组成“8”...

发表于 2018-01-16 16:37 323次阅读
8个数码管静态显示_数码管的动态显示

瞬变抑制二极管介绍_瞬变抑制二极管特性及主要参数

瞬变电压抑制二极管简称TVS管。是一种高性能的保护器件,当TVS二极管承受高瞬态能量冲击,它能以微秒...

发表于 2018-01-16 15:39 308次阅读
瞬变抑制二极管介绍_瞬变抑制二极管特性及主要参数

瞬态抑制二极管有哪些作用_工作原理_特性参数_应...

本文主要介绍了瞬态抑制二极管有哪些作用_工作原理_特性参数_应用电路。TVS管是一种高效能的保护器件...

发表于 2018-01-16 11:57 481次阅读
瞬态抑制二极管有哪些作用_工作原理_特性参数_应...

电力二极管作用及参数

本文主要介绍了电力二极管作用及参数以及PN结与电力二极管的工作原理。电力二极管的主要参数有正向平均电...

发表于 2018-01-16 11:11 471次阅读
电力二极管作用及参数

电力二极管型号及选型

本文主要介绍了电力二极管型号及选型。电力二极管的主要类型电力二极管的应用范围广,种类也很多,按照正向...

发表于 2018-01-16 10:46 312次阅读
电力二极管型号及选型

电力二极管的结构特点_电力二极管基本特性

本文主要介绍了电力二极管的结构特点以及基本特性,电力二极管与小功率电力二极管的结构、工作原理和伏安特...

发表于 2018-01-16 10:25 234次阅读
电力二极管的结构特点_电力二极管基本特性

电力二极管的工作特性

本文主要介绍了电力二极管的工作特性:静态特性和动态特性。静态特性主要是指其伏安特性,正向电压大到一定...

发表于 2018-01-16 10:03 190次阅读
电力二极管的工作特性

电力二极管的工作原理

本文主要介绍了电力二极管的工作原理。电力二极管是指可以承受高电压、大电流,具有较大耗散功率的二极管,...

发表于 2018-01-16 09:45 1214次阅读
电力二极管的工作原理

二极管与、或门,三极管非门电路原理

本文为大家介绍二极管与、或门,三极管非门电路原理。

发表于 2018-01-14 09:21 1143次阅读
二极管与、或门,三极管非门电路原理