在功率測量中常常需要用到濾波器，但是很多用戶對于橫河功率分析儀WT5000中兩種濾波器的區(qū)別以及設(shè)置方法常常會感到疑惑。本期，我們將對WT5000的線路濾波器（Line Filter）和頻率濾波器（Frequency Filter）的區(qū)別和各自的作用，以及WT5000的高級濾波功能進行詳細介紹。
什么是濾波器？
濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分。利用濾波器的選頻特性，可以濾除干擾噪聲或進行頻譜分析。（例如：去除電源中的高頻噪聲）。
線路濾波器和
頻率濾波器的區(qū)別
WT5000內(nèi)部配置了兩種濾波器——線路濾波器（Line Filter）和頻率濾波器（Frequency Filter），這兩種濾波器所在的回路不同，因此產(chǎn)生的作用也不同。
線路濾波器(Line Filter)
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屬于低通濾波器，會去除信號的高頻成分（高頻諧波成分），僅測量低頻成分。
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會導(dǎo)致電壓RMS、電流RMS、有功功率P等測量值發(fā)生變化，謹慎使用。
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對于變頻器PWM電壓測量來說，如果必須要開啟線路濾波器去除高頻干擾的話，一般要保證線路濾波器的截止頻率至少是調(diào)制波頻率的9倍至10倍以上。電壓測量可能會產(chǎn)生一定的衰減作用，但基本不會對功率測量產(chǎn)生影響。
頻率濾波器(Frequency Filter)
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又可稱作零交叉濾波器，用于去除進入頻率測量電路的輸入信號的高頻成分。
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對測量的電壓/電流波形沒有直接影響，但對周期檢測有影響。
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對于高頻噪聲很多或者嚴重畸變的波形，需要使用頻率濾波器才能得到穩(wěn)定的信號頻率。
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功率計算需要準確設(shè)定被測信號的周期，使用頻率濾波器過濾掉無關(guān)的頻率含量。
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諧波分析需要獲得準確的基波頻率，需要使用頻率濾波器。
高級濾波功能及設(shè)置方法
WT5000線路濾波器（Line Filter）的數(shù)字并行通路結(jié)構(gòu)
由于諧波分析算法的特殊性，WT5000中將常規(guī)測量和諧波分析分別用兩個并行的運算電路進行數(shù)據(jù)處理。
常規(guī)測量回路：采用常規(guī)功率算法，負責電壓、電流、功率、效率等常規(guī)參數(shù)的運算
諧波分析回路：采用FFT算法，負責相關(guān)信號的各次諧波運算及諧波畸變率等諧波分析
常規(guī)測量和諧波分析對信號的濾波處理要求不同；WT5000采用了數(shù)字并行通路結(jié)構(gòu)，為常規(guī)測量和諧波分析分別配備了獨立的數(shù)字線路濾波器，用戶可以單獨設(shè)置截止頻率。
如下圖所示，將高級線路濾波器設(shè)置打開時，即可單獨對每個通道的常規(guī)測量和諧波測量分別設(shè)置不同的截止頻率；兩個線路濾波器的截止頻率可以從100Hz至100kHz，以100Hz的分辨率任意設(shè)定。
WT5000頻率濾波器(Frequency Filter)的高級濾波設(shè)置
WT5000的頻率濾波器除低通濾波外，同時支持高通濾波，可以有效去除低頻干擾對基波的影響。
高級設(shè)置關(guān)閉時，高通濾波器固定為打開，截止頻率為0.1Hz。
開啟高級設(shè)置后，除了高通和低通濾波器以外，還可以設(shè)置整流信號源和零交叉電平，同時測量同一信號的基波頻率和載波頻率。對于疊加在直流偏置信號上的交流信號，即使沒有過零點，仍然可能通過設(shè)置高通濾波器測量到該交流信號的頻率。
▲頻率濾波器高級設(shè)定打開時
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高通濾波器可以選擇以下截止頻率：0.1Hz，1Hz，10Hz，100Hz~100kHz (0.1kHz步進）。
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整流器一般用于整流波形基波的測量。
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交叉電平可靈活設(shè)定，用于檢測幅值變化較大或者無過零點的信號的頻率。
WT5000的第二頻率測量：WT5000可以同時測量單個輸入信號的兩個頻率（如基波和載波）。將第二頻率測量功能打開后，可以設(shè)置第二頻率的高通截止頻率及交叉電平。
如上圖所示，例如，如果單元1的電壓信號基波為50Hz并疊加1kHz的載波信號，WT5000可以同時測量50Hz和1kHz。測量1kHz頻率時，需要設(shè)置第二頻率測量的頻率濾波器。
高級頻率濾波的應(yīng)用實例：
失真波形的周期檢測方法
利用WT5000功率分析儀頻率濾波器中的高級設(shè)定，精確設(shè)置數(shù)字濾波器的截止頻率和零交叉電平，可以準確測量失真波形的周期。
▲ 整流器OFF時的測量周期檢測
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如上圖中的電源整流波形，由于每個載波周期的幅值變化很大，使用默認的過零交叉電平很難測得穩(wěn)定的載波頻率。如果手動調(diào)整交叉電平，就可以準確測得載波的頻率。
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通過打開整流器功能，將上述波形整流為下圖的波形，然后設(shè)置合適的頻率濾波截止頻率，再設(shè)置合適的交叉電平位置，就可以得到信號的變化周期（基波頻率）
▲ 整流器ON時的測量周期檢測
橫河高精度分析儀WT5000具有無與倫比的精確度和模塊化的構(gòu)架，能讓工程師們兼顧精度與靈活性進行創(chuàng)新，以更高的效率將概念快速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，推向市場。