一问题的提出

　　目前市面上部分功率分析仪标称的带宽高于采样频率，似乎不受奈奎斯特定理对于采样频率与带宽的限制，其实，是由于其采用了等效采样的方式，实现相对低采样率对高频信号的采集，变相的达到了拓宽分析仪带宽的目的。那等效采样是否有那么神奇，对于我们以精确可靠测量为目的的功率分析仪来说，采用等效采样的方式，能准确测量吗?

　　首先给出答案：

　　等效采样，确实是一种数字采样手段，是高速示波器的关键技术之一。

　　但是，采用等效采样方式的功率分析仪只能测量特定的信号，并不适用于所有信号的测量，特别是变频电量测量领域。

二等效采样原理

　　下面从等效采样原理的示意图来分析，如图1所示。

　　图1 周期信号等效采样示意图

　　为了直观表述，以采集两个周期信号为例。在第一个周期采样若干个点(红色点表示)，在第二个周期延时ΔT后，采样若干个点(蓝色点表示)，由于波形是周期重复的，前后两个周期采样得到的信息都能代表同一个波形，所以将前后两个周期的采样点重组，可以很好的还原被测信号。

　　当相邻的两个波形不一样，采用等效采样必然会出现错误。所以，等效采样对被测信号有着严格的要求：必须是周期性重复信号。

三对变频器的输出采用等效采样

　　对变频器输出的固定频率(周期)PWM波，采用等效采样，如图2所示。

　　图2周期PWM波的等效采样

　　变频器主要应用于电机的变频调速，通过调节输出PWM波的基波频率，实现电机的转速调节。在电机调速(改变基波频率)的过程中，变频器的开关频率并不一定是基波频率的整数倍，特别是固定开关频率的变频器，其输出波形中相邻两个周期的波形必然是不一样的，也就是非周期PWM波。

　　对于非周期PWM，采用等效采样，如图3所示。

　　图3 非周期PWM波的等效采样

　　从图3可以看到，对于非周期的PWM波采用等效采样，出现了较大的误差甚至错误。

四结语

　　在变频电量测量领域，所面对的测量对象，基本没有严格的周期信号，采用等效采样的功率分析仪，会产生一定程度的信号失真，影响测量的准确性和正确性。

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