功率分析仪详解：谐波测量的解析(2)
上次介绍了FFT的一些基础定义，以及PA6000功率分析仪与示波器的FFT的功能差异。如果大家想要了解更多的DFT以及FFT的介绍，可以参考《ZDS2000示波器FFT性能分析》这篇文章,里面详细介绍了采样率、FFT点数、频率分辨率等定义，我们后续的介绍都是基于这篇文章中描述的FFT原理来进行延伸的。
从《ZDS2000示波器FFT性能分析》里可以知道，不同的采样率，不同的FFT点数会产生不同的频率分辨率，而不同的频率分辨率，会引起不同的谐波测量结果！同一个被测信号，用不同的频率分辨率去计算FFT，得到的谐波测量结果是不一样的，为什么呢？我们知道信号在通过非线性元件的时候都会发生混频，我们测试的信号肯定是经过很多非线性元件的，所以都会经过多次混频，混频后的结果是，信号的的频谱里面布满了各种各样的杂散和谐波，而FFT运算一般都会有频谱泄露及栅栏效应，不同的频谱分辨率，就会有不同的频谱泄露及栅栏效应，所以测量出来的谐波都不一样，THD也是不一样的。
大家知道计算谐波的第一步是FFT，那计算完FFT后，又如何得出所需要的谐波？
最简单最直接的方式是对应频点的有效值。当然有简单的方式，肯定也有复杂的方式，这个我们后面再介绍。
整流：将输入交流信号转换为直流信号
| PLL源的基波频率 | 采样率（S/s） | 相对FFT数据长度的窗口宽度（基波频率） | 最大谐波分析次数 | 采样点数 |
|---|---|---|---|---|
| 10~20Hz | f×3200 | 3 | 128 | 9600 |
| 20~40Hz | f×1600 | 6 | 128 | 9600 |
| 40~55Hz | f×960 | 10 | 128 | 9600 |
| 55~75Hz | f×800 | 12 | 128 | 9600 |
| 75~150Hz | f×480 | 20 | 128 | 9600 |
| 150Hz~440Hz | f×320 | 30 | 128 | 9600 |
| 440Hz ~1.1KHz | f×160 | 60 | 80 | 9600 |
| 1.1KHz~2.6KHz | f×80 | 120 | 40 | 9600 |
到此我们就可以清楚的知道，同一个信号用不同的仪器测量谐波，因为测量参数的不一样，测量出来的谐波结果会存在差异，这个差异的大小不单单与测量参数有关，与被测信号类型也有关，比如正弦波信号差异会少一些，方波或PWM波信号差异会很大（可能差几十倍！）。所以我们测试前要先了解测试仪器的FFT计算参数：采样率、FFT点数、频率分辨率。
PA6000常规谐波/谐波/IEC谐波
| 常规模式谐波 | 谐波模式谐波 | IEC模式谐波 | |
|---|---|---|---|
| 输入信号 | 宽带宽(0.5Hz-100KHz) | 10Hz-2.6kHz | 50Hz或60Hz |
| FFT点数 | 4000 | 9600 | 9600 |
PA6000有多种谐波测量模式，包括常规模式谐波、谐波模式谐波、IEC模式谐波，还有独立的FFT模式。从上表可以看出，就是PA6000在不同的谐波测量模式下，参与FFT运算的点数都是不一样的，从测量的输入信号范围不一样，也可以猜测出，采样率也是不一样的。这些不一样，也就表明了就算同一款仪器，不同的谐波测量模式测出的谐波结果也是不一样的。这就引入两个问题，为什么要这么多的谐波测量模式？那个更准确呢？这里就涉及到谐波正确应用的方法问题，我们下次再介绍。
PA6000值得你拥有！
下一次具体介绍谐波正确应用的方法和谐波测量的标准规范，以及多路FFT的应用意义，敬请关注。
