Filter für Frequenzumrichter. Design und Umfang von Sinusfiltern

Frequenzumrichter, wie viele andere elektronische Wandler mit Stromversorgung aus einer Wechselstromleistung mit einer Frequenz von 50 Hz, aufgrund nur eines seiner Vorrichtung verzerren die Form des verbrauchten Stroms: Der Strom hängt nicht linear von der Spannung ab, als der Gleichrichter bei Die Geräteeingabe ist normalerweise normal, das ist unüberschaubar. Auch die Ausgangsströme und der Frequenzumrichterspannung zeichnen sich auch durch eine verzerrte Form, die Anwesenheit eines Harmonischensatzes aufgrund der Arbeit des PWM-Wechselrichters aus.

Infolgedessen wird die Isolierung bei der regelmäßigen Kraft des Motorstators mit einem solchen verzerrten Strom mit einem solchen verzerrten Strom schneller, die Lager sind verdorben, das Motorgeräusch wird verbessert, die Wahrscheinlichkeit von thermischen und elektrischen Windungen der Wicklungen wächst. Und für das mitgelieferte Netzwerk ist ein solcher Angelegenheiten immer mit Interferenzen befördert, was andere Geräte, die aus demselben Netzwerk essen, beeinträchtigen können.

Um die obigen Probleme loszuwerden, werden zusätzlich Ein- und Ausgabediplatoren, die von schädlichen Faktoren und dem Versorgungsnetz selbst gespart werden, an Frequenzumrichtern und Motoren installiert, und der Motor wird von einem Datenfrequenzwandler angetrieben.

Die Eingangsfilter sind so ausgelegt, dass sie die durch den Gleichrichter erzeugte Interferenz und den PWM-Wechselrichter des Frequenzumrichters ersetzt, wodurch das Netzwerk geschützt wird, und die Ausgangsfilter - schützen den Motor selbst vor der Interferenz des Frequenzumrichters, der vom PWM-Wechselrichter erzeugt wird. Eingangsfilter sind Drosseln und EM-Filter, und der Ausgang ist Filter, Syphase, Motordrosseln, Sinusfilter und DU / DT-Filter.

Die zwischen dem Netzwerk und dem Frequenzumrichter enthaltene Drossel ist, es dient als Art von Puffer. Der Network Choke ist nicht vom Frequenzumrichter in das Netzwerk mit höherem Harmonischen (250, 350, 550 Hz und weiter) gestattet, wodurch der Wandler selbst gleichzeitig von Spannungssprüngen im Netzwerk geschützt wird, von aktuellen Aufnahmen während der Transienten im Frequenzumrichter usw. .

Der Spannungsabfall an einer solchen Drossel beträgt etwa 2%, was für den Normalbetrieb der Drosselklappe in Kombination mit dem Frequenzumrichter optimal ist, ohne die Stromerregenerationsfunktion beim Bremsen des Motors.

Somit werden Netzwerkdrosseln zwischen dem Netzwerk und dem Frequenzumrichter unter den folgenden Bedingungen installiert: Wenn keine Interferenz des Netzwerks (aus verschiedenen Gründen) ist; mit Phase Bedeckt; Bei Ernährung von einem relativ leistungsstarken (bis zu 10-fachen) Transformator; Wenn mehrere Frequenzumrichter von einer Quelle angetrieben werden; Wenn die CRM-Installationskondensatoren mit dem Netzwerk verbunden sind.

Network Choke bietet:

schutz des Frequenzumrichters von Netzwerkspannung und Phasenspiegeln;

schutz von Ketten aus großen CW-Strömen im Motor;

erweiterung der Lebensdauer des Frequenzumrichters.

Um die Emissionen zu beseitigen, um eine elektromagnetische Verträglichkeit mit strahlungsempfindlichen Geräten sicherzustellen, ist der EMI-Filter erforderlich.

Das dreiphasige Filter elektromagnetischer Strahlung dient dazu, die Interferenzen im Bereich von 150 kHz bis 30 MHz auf dem Prinzip der Faraday-Zelle zu unterdrücken. Der EM-Filter verbindet sich so nahe wie möglich an den Eingang des Frequenzumrichters, um umgebende Vorrichtungen zu einem zuverlässigen Schutz gegen alle vom PWM-Anleger erstellten Interferien bereitzustellen. Manchmal ist der Filter bereits in den Frequenzumrichter eingebaut.

Der sogenannte DU / DT-Filter ist ein dreiphassiges M-förmiges Tiefpassfilter, das aus Induktivitätsketten und Kondensatoren besteht. Ein solcher Filter wird auch als Motordrossel bezeichnet, und oft kann es überhaupt keine Kondensatoren haben, und die Induktivität ist erheblich. Die Filterparameter sind derart, dass alle Interferenz bei Frequenzen oberhalb der Schaltfrequenz des PWM-Wechselrichters des Frequenzumrichters unterdrückt werden.

Wenn der Filter zur Verfügung steht, ist die Größe der Kapazität jedes von ihnen innerhalb einiger Dutzend Nanofarad und auf mehrere hundert mikatische Weise. Infolgedessen senkt dieser Filter Spitzenspannung und Impulse bei dreiphasigen Motoranschlüssen bis zu 500 V / μs, was die Statorwicklung aus dem Zusammenbruch spart.

Wenn der Antrieb also häufiges Erholungsbremsen aufweist, ist es anfänglich nicht an die Arbeit mit dem Frequenzumrichter angepasst, hat eine niedrige Isolationsklasse oder ein Kurzkabel, das in einer aggressiven Arbeitsumgebung installiert ist oder bei einer Spannung von 690 Volt verwendet wird, Der DU / DT-Filter zwischen dem Frequenzumrichter und dem Motor wird empfohlen. Installieren.

Trotz der Tatsache, dass die dem Motor aus dem Frequenzumrichter zugeführte Spannung die Form bipolarer rechteckiger Impulse aufweisen kann, und nicht die Form eines sauberen Sinusoids, der DU / DT-Filter (mit seiner geringen Kapazität und Induktivität), so auf der Strom, was es fast genau in der Wicklungsmotor macht. Es ist wichtig zu verstehen, dass, wenn Sie den DU / DT-Filter bei der obigen Häufigkeit nominell verwenden, überhitzt, das heißt, dh zusätzliche Verluste.

Der Sinusfilter ist das Abbild eines Motordrossel- oder DU / DT-Filters, es ist jedoch, dass die Behälter und Induktivitäten hier große Werte aufweisen, so dass die Schnittfrequenz weniger als die Hälfte der Schaltfrequenz der PWM-Wechselrichterschlüssel beträgt. Somit wird die beste Glättung von Hochfrequenzstörungen erreicht, und die Spannungsform an den Motorwicklungen und der aktuellen Form erweist sich als sehr näher an der perfekten Sinus.

Die Kapazitäten der Kondensatoren im Sinusfilter werden mit Zehnern und Hunderten von Mikrofladen und Induktoren von Spulen-Einheiten und Zehn Milligeni gemessen. Der Sinusfilter ist daher eine große Größe, verglichen mit den Abmessungen des herkömmlichen Frequenzumrichters.

Durch die Verwendung eines Sinusfilters können Sie mit einem Frequenzumrichter selbst den Motor, zunächst (durch Spezifikation) verwenden, nicht für das Arbeiten mit einem Frequenzumrichter aufgrund einer schwachen Isolierung vorgesehen. Es wird nicht ohne Geräusch beobachtet, weder der schnelle Verschleiß von Lagern noch Überhitzung der Wicklungen durch Hochfrequenzströme.

Es ist möglich, ein langes Kabel zu verwenden, das den Motor mit dem Frequenzumrichter verbindet, wenn sie sich weit voneinander entfernt befinden, während die Impulsreflexionen im Kabel zu wärmeförmigen Verlusten im Frequenzumrichter führen können.

es ist notwendig, das Geräusch zu reduzieren; Wenn der Motor eine schwache Isolierung aufweist;

häufiges Erholungsbremsen erleben;

arbeitet unter einer aggressiven Umgebung; Ein Kabel länger als 150 Meter angeschlossen;

muss lange ohne Wartung arbeiten;

bei dem Motorbetrieb wird die Spannung in Zirkulation getreten;

die nominale Motorspannung beträgt 690 Volt.

In diesem Fall sollte daran erinnert werden, dass der Sinusfilter nicht mit einer Häufigkeit unter seinem Reisepass nominell verwendet werden kann (die maximal zulässige Frequenzabweichung beträgt 20%), so dass in den Einstellungen des Frequenzumrichters voreingestellt werden muss die Frequenzgrenze von unten. Und die Frequenz über 70 Hz muss mit großer Sorgfalt verwendet werden, und in den Umrichtereinstellungen, wenn möglich, stellen Sie die Vorspannung des Tanks und die Induktivität des angeschlossenen Sinusfilters ein.

Denken Sie daran, dass der Filter selbst ein Geräusch machen kann und eine materielle Körpermenge hervorhebt, da sie selbst bei einer Nennlast etwa 30 Volt abfällt, sodass der Filter in Übereinstimmung mit den ordnungsgemäßen Kühlbedingungen installiert werden sollte.

Alle Drossel und Filter müssen mit dem Motor abgeschirmten Kabel als minimale Länge konstant verbunden sein. Für den Motor mit einer Kapazität von 7,5 kW sollte die maximale Länge des abgeschirmten Kabels 2 Meter nicht überschreiten.

Syphase-Filter sollen hochfrequente Interferenzen unterdrücken. Dieser Filter ist ein Differentialtransformator an einem Ferritring (genauer auf Oval), deren Wicklungen direkt dreiphasige Drähte sind, die den Motor mit einem Frequenzumrichter verbinden.

Dieser Filter wird verwendet, um die von Ableitungen in den Motorlagern erzeugten Syphase-Ströme zu reduzieren. Infolgedessen verringert der Syphan-Messgerät eine mögliche elektromagnetische Strahlung vom Motorkabel, insbesondere wenn dieses Kabel nicht abgeschirmt ist. Die Drähte der drei Phasen passieren das Kernfenster, und der Erdungsschutzdraht bleibt draußen.

Der Kern ist an der Kabelklemme befestigt, um vor den destruktiven Wirkungen der Vibration auf Ferrit (während des Motorbetriebs den Ferritkern vibriert) zu schützen. Der Filter wird am besten auf dem Kabel von den Frequenzumrichterklemmen installiert. Wenn der Kern während des Betriebs in mehr als 70 ° C erhitzt wird, zeigt dies die Sättigung von Ferrit an, was bedeutet, dass Sie Kerne hinzufügen oder das Kabel verkürzen müssen. Mehrere parallele dreiphasige Kabel sind besser, um jeden auszustatten - mit ihrem Kern.

Wenn der Motor läuft, werden unerwünschte Phänomene oft geboren, die als "höhere Harmonische" bezeichnet werden. Sie beeinflussen negativ Kabellinien und Stromversorgungsgeräte, führen zu instabiler Ausrüstung. Es stellt sich eine geringe effiziente Nutzung von Energie, schnellen Alterung von Isolation, reduziertem Prozess der Übertragung und Erzeugung aus.

Um dieses Problem zu lösen, ist es erforderlich, den elektromagnetischen Kompatibilitätsanforderungen (EMV) einzuhalten, deren Ausführung die Nachhaltigkeit technischer Mittel für negative Auswirkungen gewährleistet. Der Artikel machte einen kleinen Ausflug in den elektrischen Engineering-Bereich, der mit Filterein- und Ausgangssignalen des Frequenzumrichters (falls) zugeordnet ist und die Motorleistung steigern.

Was ist elektromagnetische Geräusche?

Sie ergeben sich buchstäblich aus allen Metallantennen, sammeln und strahlen disorientierte Energiewellen auf. Und Mobiltelefone nennen natürlich auch magnetoelektrische Wellen, also beim Start / Landung des Flugzeugs werden die Stewardles gebeten, das Gerät zu deaktivieren.

Lärm werden durch die Art der Quellen ihres Ereignisses, gemäß den Spektrum- und Merkmalsmerkmalen, getrennt. Elektrische und magnetische Felder unterschiedlicher Quellen aufgrund des Vorhandenseins von Schaltgliedern werden durch die Kabelleitung, die unnötige Potentialunterschiede erzeugt, auf nützliche Wellen erhöht.

Ankunft in den Drähten der Interferenzen wird Anti-Phase oder Syphase bezeichnet. Letzteres (sie werden auch asymmetrisch, longitudinal) zwischen Kabel und Erde gebildet und wirken auf die Isoliereigenschaften des Kabels.

Die häufigsten Geräuschquellen sind induktive Geräte (enthaltende Spulen), wie beispielsweise Asynchronmotoren (Blutdruck), Relais, Generatoren usw. Geräusche können mit einigen Geräten in einen "Konflikt" eintreten, wobei die Elektrik in ihren Ketten induziert, wodurch der Fehlfunktionsprozess verursacht wird .

Wie sind Geräusche mit dem Frequenzumrichter verbunden?

Konverter für asynchrone Motoren mit einem dynamisch ändernden Betriebsmodus mit viel positiven, haben eine Reihe von Nachteilen - ihre Verwendung führt zu intensiver elektromagnetischer Interferenz und Einreichung, die in Geräten ausgebildet sind, die ihnen im Netzwerk zugeordnet sind oder sich in der Nähe befinden oder sich ausgesetzt sind Strahlung. Hölle wird oft aus dem Wechselrichter entfernt und verbindet sich mit einem länglichen Draht, der drohende Hintergründe des Ausgangs des Elektromotors erzeugt.

Sicher musste jemand auf dem Controller von einem Elektromotor-Kodierer oder mit der Ausgabe eines Fehlers bei der Verwendung von langen Drähten auftreten - all diese Probleme, auf die eine oder andere Weise, sind mit der Kompatibilität der elektronischen Technologie verbunden.

Frequenz-Transduce-Filter

Um die Qualität der Kontrolle zu verbessern, verwendet die Dämpfung des negativen Effekts eine Filtervorrichtung, die ein Element mit einer nichtlinearen Funktion ist. Der Frequenzbereich ist eingestellt, über den die Reaktion zu schwächend beginnt. Aus Sicht der Elektronik wird dieser Begriff häufig bei der Verarbeitung von Signalen verwendet. Sie definieren die restriktiven Bedingungen für Stromimpulse. Die Hauptfunktion der Frequenz besteht darin, nützlich zu erzeugen, um unerwünschte Schwingungen auf dem in den relevanten Normen festgelegten Niveau zu verringern.

Je nach Speicherort der Schaltung gibt es zwei Arten von Geräten, die als Eingang und Ausgabe bezeichnet werden. "Login" und "Exit" bedeutet, dass die Filtergeräte mit der Eingangs- und Ausgangsseite des Umrichters verbunden sind. Der Unterschied zwischen ihnen wird durch ihre Verwendung bestimmt.

Eingänge werden verwendet, um das Geräusch der Stromversorgungskabelleitung zu reduzieren. Sie beeinflussen auch die mit demselben Netzwerk verbundenen Geräten. Wochenenden sind für Interferenzen für Geräte bestimmt, die sich mit einem Wechselrichter befinden und das gleiche Land verwenden.

Zweck der Filter für Frequenzumrichter

Bei der Funktionsweise ist der Frequenzumrichter ein asynchroner Motor, unerwünschte höhere Harmonische, der zusammen mit der Induktivität von Drähten zur Schwächung der Geräuschunfähigkeit des Systems führt. Aufgrund der Erzeugung von Strahlung beginnt die elektronische Technologie falsch zu funktionieren. Aktiv funktionieren eine elektromagnetische Kompatibilität. Einige Geräte erweckten erhöhten Anforderungen an die Lärmmobilung.

3. Phasenfilter für die Frequenz ermöglichen es Ihnen, den Grad der Leitungsstörungen in einem breiten Frequenzbereich zu maximieren. Infolgedessen passt der elektrische Antrieb gut in ein einzelnes Netzwerk, in dem mehrere Geräte beteiligt sind. EMC-Filter sollten in einem ausreichend nahen Abstand zu den Leistungseingaben / Ausgängen des Frequenzumrichters angebracht werden, angesichts der Abhängigkeit des Interferenzniveaus von der Länge und des Verfahrens zum Verlegen des Stromkabels. In einigen Fällen sind sie installiert.

Filter sind erforderlich für:

geräuschunempfindlichkeit;
glätten eines Amplitudenspektrums, um reine Elektrotröcke zu erhalten;
auswahl von Frequenzbereiche und Datenwiederherstellung.

Alle Modelle von Vektor-Frequenzumrichtern sind mit einer Netzwerkfilterung ausgestattet. Das Vorhandensein von Filtergeräten bietet den erforderlichen EMV-Pegel, um das System zu betreiben. Das eingebaute Gerät ermöglicht es, die Enhancer in elektronischen Techniken zu minimieren, und erfüllt daher die Kompatibilitätsanforderungen.

Das Fehlen der Filterfunktion im Frequenzumrichter führt häufig zu der Fokussierungserwärmung des Zuführtransformators, der Impulsänderungen, Verzerrungen der Form der Versorgungskurve, die den Arbeitsschluss verursacht.

Die Geräte, die absolut notwendig sind, um die Stabilität der Arbeit komplexer elektronischer Technologie sicherzustellen. Zwischen dem Frequenzumrichter und der Stromversorgung ist der Puffer montiert, um die Linie vor höheren Harmonischen zu schützen. Es ist in der Lage, diese Wellen zurückzuhalten, deren Frequenz mehr als 550 Hz beträgt. Beim Stoppen eines leistungsstarken asynchronen Systems kann ein Spannungssprung auftreten. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schutz ausgelöst.

Es wird empfohlen, hochfrequente Harmonische aufzubauen und den Systemkoeffizienten einzustellen. Die Bedeutung der Anlage besteht darin, die Verluste in den Statoren des Elektromotors, der unerwünschten Erwärmung des Aggregats zu reduzieren.

Netzwerkdrosseln besitzen Vorteile. Mit der richtig ausgewählten Induktivität des Geräts können Sie sicherstellen:

schutz des Frequenzumrichters von Spannungsabfällen und phasen asymmetrisch
die Geschwindigkeitswachstumsrate des CW ist reduziert;
erhöht die Dauer des "Lebens" der Kondensatoren.

Sie können einen Kondensator als Block einreichen. Je nach Verfahren zum Verbinden des Kondensators kann es daher wirken:

niederfrequenz, wenn Sie ihn parallel zur Quelle anschließen;
hochfrequenz Wenn Sie mit der Quelle konsequent verbinden.

In den praktischen Systemen kann ein Widerstand erforderlich sein, um den elektronischen Durchfluss zu begrenzen und die korrekte Abschaltung der Frequenz zu erreichen.

2. Elektromagnetische Strahlungsfilter (AM)

Verwenden Sie während des Tees Kochen ein Teesieb? Es wird verwendet, um "unerwünscht!" Elemente von der Eingabe Ihres Systems. In elektrischen Schaltungen gibt es viele ähnliche unerwünschte Phänomene, die in verschiedenen Frequenzen auftreten.

Der elektrische Antrieb im Frequenzumrichter und der Elektromotor gilt als variable Last. Diese Geräte und Induktivität werden durch die Entstehung von Hdurchgeführt, und infolgedessen elektromagnetische Strahlung von Kabeln, die den Betrieb anderer Geräte negativ beeinflusst.

Dies ist ein Induktor mit zwei (oder mehr) Wicklungen, in denen der Strom in entgegengesetzte Richtungen fließt. Die Verwendung dieses Geräts, das aus Drossel und Kondensator besteht, hat eine Reihe von Vorteilen. Es ist zuverlässiger und kann bei den niedrigsten Arbeitstemperaturen verwendet werden. Dabei können Sie die Lebensdauer des Elektromotors erhöhen. Niedrige Induktivität und geringe Größe sind auch die wichtigsten Funktionen.

In den Fällen angewendet, in denen:

vom Frequenzumrichter bis zum elektromotorischen Kabel bis 15 m lang;
es besteht die Möglichkeit, die Isolierung der Motorwicklungen aufgrund der pulsierenden Spannungssprüngen zu beschädigen;
wendet alte Aggregate an;
in Systemen mit häufigem Bremsen;
die Aggressivität des Mediums.

Bei ziemlich hohen Frequenzen ist der Spannungsabfall nahezu gleich Null, und der Kondensator verhält sich wie eine offene Kette. Die Filpression erfolgt in Form eines Spannungsteilers mit einem Widerstand und einem Kondensator. Es wird im Wesentlichen verwendet, um Bandbreite, Instabilität zu reduzieren und die Rate des Inkrements von ur zu beheben.

Mit einfachen Worten spricht der übliche Gashebel von dem Wort "Choking". Und noch verwendet, weil sein Ziel ziemlich genau beschreibt. Denke, wie die "Faust" um den Kabel herum zusammengedrückt wird, um starken Änderungen des Stroms zu verhindern.

4. Sinusfilter

Variable Elektrote ist eine Welle, eine Kombination von Sinus und Cosinus. Verschiedene sinusförmige Wellen haben unterschiedliche Frequenzen. Wenn Sie wissen, welche Frequenzen vorhanden sind, was Sie tun müssen, was Sie senden oder entfernen müssen, können Sie infolgedessen eine Kombination aus "nützlichen" Wellen erhalten, dh ohne Geräusch. Es hilft, das aktuelle Signal etwas zu reinigen. Der sinusförmige Filter ist eine Kombination aus kapazitiven und induktiven Elementen.

Eine der Maßnahmen, um eine elektromagnetische Verträglichkeit sicherzustellen, ist die Verwendung einer sinusförmigen Geräte, es ist notwendig:

mit einem Gruppenaktuator mit einem Wandler;
beim Betrieb mit einem Mindestschaltverbindungen mit Kabeln (ohne Bildschirm) des Elektromotors (z. B. Anschließen einer Schleife oder angehängten Energieversorgung);
verluste an langen Kabeln reduzieren.

Die Ernennung des Geräts besteht darin, die Beschädigung der Isolatoren der Elektromotorwicklung zu vermeiden. Aufgrund der nahezu vollständigen Absorption von hohen Impulsen nimmt die Ausgangsspannung eine Sinusform an. Seine ordnungsgemäße Installation ist ein wichtiger Aspekt, um den Interferenzniveau im Netzwerk zu reduzieren, und daher Strahlung. Dies ermöglicht die Verwendung eines langen Drahts und hilft, den Geräuschpegel zu reduzieren. Eine geringe Induktivität bedeutet auch eine geringere Größe und einen niedrigeren Preis. Geräte sind vom DU / DT-Filterungsverfahren mit einem Unterschied in einer großen Seite des Nennwerts der Elemente ausgelegt.

5. Hochfrequenzfilter von Syphase-Interferenz

Wenn sich der verzerrte Spannungs-Sinusn-Sinusn-Sinus-Signale verhält, die der Hauptfrequenz hinzugefügt wird, können Sie die Filterkreise nur die Hauptfrequenz überspringen und unnötige höhere Harmonische blockieren. Die Filtrationseingabevorrichtung soll hochfrequentes Geräusch unterdrücken.

Die Geräte unterscheiden sich von dem obigen konstruierten Design. Der wichtigste Weg, um Geräusch zu reduzieren, ist die Einhaltung der erforderlichen Erdungsregeln im Schaltschrank.

So wählen Sie den richtigen Ein- und Ausgabefilter EMC aus

Ihre charakteristischen Vorteile liegen in einem hohen Geräuschkoeffizienten. EMCs werden in Geräten mit Impulsstromquellen verwendet. Es ist notwendig, den Anforderungen der Anweisungen für ein bestimmtes Managementsystem asynchroner Motoren einzuhalten. Es gibt allgemeine Prinzipien, die die Richtigkeit der Wahl bestimmen.

Es ist notwendig, dass das ausgewählte Modell übereinstimmen muss:

parameter des Frequenzumrichters und der Stromversorgung;
das Niveau der Reduzierung der Interferenz auf die erforderlichen Grenzwerte;
frequenzparameter elektrischer Schaltungen und Anlagen;
merkmale der elektrischen Betriebstechnik;
eLELECTROME-Modell des Modells im Steuerungssystem usw.

Der einfachste Weg, um die Qualität des elektrischen Netzwerks zu verbessern, besteht darin, auf der Designstufe Maßnahmen zu ergreifen. Das interessanteste ist, dass der Wein mit einer unvernünftigen Abweichung von Designlösungen völlig auf die Schultern elektrischer Anlagen fällt.

Die korrekte Entscheidung über die Wahl der Art des Frequenzumrichters, zusammen mit einer geeigneten Filterhardware, verhindert das Auftreten der meisten Probleme für das Funktionieren des Leistungsaktuators.

Die Bereitstellung einer guten Kompatibilität ergibt sich mit der korrekten Auswahl der Komponentenparameter. Eine falsche Verwendung von Geräten kann die Interferenzniveau erhöhen. In Realitäten, Eintritts- und Ausgangsfiltern wirken sich manchmal negativ aufeinander aus. Dies betrifft insbesondere den Fall, wenn das Eingabegerät in den Frequenzumrichter eingebaut ist. Die Auswahl der Filtereinrichtung an einen bestimmten Konverter erfolgt durch technische Parameter und ist bei der kompetenten Empfehlung des Spezialisten besser. Die professionelle Beratung kann Ihnen einen erheblichen Nutzen bringen, da teure Geräte tatsächlich ein qualitativ günstiges Analogon ausgewählt werden sollen. Entweder wirkt es nicht im gewünschten Frequenzbereich.

Fazit

Der elektromagnetische Effekt betrifft die Ausrüstung hauptsächlich bei hohen Frequenzen. Dies bedeutet, dass der korrekte Betrieb des Systems nur erreicht wird, wenn die Regeln der elektrischen Installation und der Produktion und der technischen Anforderungen befolgt werden, und die Anforderungen an Hochfrequenzgeräte (z. B. Abschirmung, Erdung, Filterung) durchgeführt werden.

Es ist erwähnenswert, dass Maßnahmen zur Erhöhung der Geräuschunfähigkeit ein Satz von Ereignissen sind. Die Verwendung nur allein-Filter löst das Problem nicht. Dies ist jedoch der effektivste Weg, um böswillige Interferenzen für die normale elektromagnetische Kompatibilität der elektronischen Technologie am effektivsten zu entfernen oder erheblich zu reduzieren. Wir müssen auch vergessen, dass es geeignet ist oder kein bestimmtes Modell zum Lösen des Problems - wird von "in Position" oder durch Experiment und Testen bestimmt.

Kapitel 3.

Überprüfung der digitalen BG.

Ab den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts war einer der wichtigsten Änderungen der Analyse des Spektrums die Verwendung digitaler Technologie, um die Instrumentenblöcke zu ersetzen, die vorher eine außergewöhnlich analoge Ausführungsform hatten. Mit dem Aufkommen von Hochleistungs-ADCs können neue Spektrumanalysatoren ein eingehendes Signal digitalisieren, das viel schneller als Instrumente, die buchstäblich ein paar Jahre erstellt wurden, digitalisieren. Die ehrgeizigsten Verbesserungen traten in den Abschnitten der Spektrumanalysatoren auf. Der digitale PC 1 hat eine starke Wirkung der Verbesserung der Geschwindigkeit, der Richtigkeit und der Fähigkeit zur Messung komplexer Signale dank der Verwendung fortschrittlicher digitaler Signalverarbeitungstechnologien entschieden.

Digitalfilter
Die teilweise digitale Ausführungsform der PC-Ketten erfolgt in den Agilent ESA-E-Agilent-Analysatoren. Wenn die Auflösungsbänder in 1 kHz und breiter in der Regel mit herkömmlichen analogen LC-Filtern und Filtern auf Kristallen versehen werden, werden die engsten Auflösungsbänder (von 1 Hz bis 300 Hz) durch digitale Verfahren implementiert. Wie in FIG. 3-1 ist das lineare Analogsignal bis zu 8,5 kHz, falls und dann mit einer Breite von nur 1 kHz durch einen Streifenfilter umgewandelt. Dieses PC-Signal wird verbessert, dann mit einer Markierung von 11,3 kHz gemessen und digitalisiert.

Abbildung 3-1. Digitale Ausführungsform der Auflösungsfilter 1, 2, 10, 30, 100 und 300 Hz in den Geräten der ESA-E-Serie

Das Signal wird bereits in einem digitalisierten Zustand durch den Fourier Quick Conversion-Algorithmus geleitet. Um ein zuverlässiges Signal umzuwandeln, muss der Analysator in einem festen Einstellzustand (ohne Sweep) liegen. Das heißt, die Transformation muss auf dem Signal des Zeitbereichs durchgeführt werden. Daher werden in den Analysatoren der ESA-E-Serie anstelle eines kontinuierlichen Sweep in digitalem Auflösungsmodus gestufte Schritten von 900 Hz implementiert. Eine solche Schritteinstellung kann auf dem Display beobachtet werden, das mit Inkrementen von 900 Hz aktualisiert wird, während die digitale Verarbeitung durchgeführt wird.
Da wir bald sehen werden, sind andere Spektrumanalysatoren - zum Beispiel die Instrumente der PSA-Serie, sind vollständig digitaler Wechselrichter, und alle ihre zulässigen Filter haben eine digitale Ausführung. Der Schlüsselvorteil der digitalen Verarbeitung, die von diesen Analysatoren durchgeführt wird, ist die Selektivität durch den Streifen von ca. 4: 1. Eine solche Selektivität ist auf den schmalen Bandfiltern erhältlich - diejenigen, die wir müssen, um die nächstgelegenen Signale zu trennen.

In Kapitel 2 haben wir Selektivität für zwei von 4 kHz getrennte Signale durchgeführt, wenn ein 3-Kilogen-Analogfilter verwendet wurde. Wiederholen wir diese Berechnung für den Fall der digitalen Filterung. Ein gutes Selektivitätsmodell eines digitalen Filters ist das nahezugaußsche Modell:

Wobei H (Δ f) der Filter-Cutoff-Level ist, db;
Δ f - Frequenz, die von der Mitte, Hz, beeinträchtigt;

α - Selektivitätssteuerungsparameter. Für den perfekten Gaußschen Filter α \u003d 2. Die Auflösungsfilter mit einem in Agilent-Analysatoren scnaned-Analysatoren basieren auf einem nahezugaußschen Modell mit einem Parameter α \u003d 2.12, der Selektivität 4.1: 1 bietet.

Ersetzen Sie die Werte aus unserem Beispiel in diese Gleichung, erhalten wir:

Beim Verstimmern von 4 kHz wird der 3-Kilottische digitale Filter auf -24,1 dB verglichen, verglichen mit einem analogen Filter, der nur -14,8 dB zeigte. Aufgrund seiner überlegenen Selektivität kann der digitale Filter viel näherer Signale unterscheiden.

Voll digitales BF.
In den Agilent PSA-Spektrumanalysatoren wurden zunächst mehrere digitale Technologien kombiniert, um einen vollständig digitalen BC zu erstellen. Der reine digitale Inverter bietet einen ganzen Straußvorteil für den Benutzer. Die BPF-Analysekombination für Groß- und Analysen mit einem Scanner für weite Sichtbänder optimiert den Scan, um die größeren Messungen zu gewährleisten. Architektural bewegt sich der ADC näher an den Eingangsport, der durch Verbesserung in Analog-Digital-Wandlern und anderen digitalen Geräten ermöglicht wurde. Beginnen wir mit der Berücksichtigung des Blockdiagramms des vollständig digitalen PSA-Analysators der in Fig. 1 gezeigten PSA-Serie. 3-2.

Abbildung 3-2. Blockschaltbild Voll digitalen PC in den Instrumenten der PSA-Serie

Hier werden alle 160 Auflösungsbänder digital umgesetzt. Es gibt zwar analoge Schaltungen vor dem ADC, beginnend mit mehreren Stufen der Abwärtswandlung und dem Ende mit einpoligen Vorläufen (ein LC-Filter und ein Filter auf dem Kristall). Das vorläufige Filter hilft, das Eindringen der Verzerrung der dritten Ordnung in der anschließenden Kette auf dieselbe Weise wie bei der analogen Implementierung des IF zu verhindern. Darüber hinaus ermöglicht es, den dynamischen Bereich durch automatisches Umschalten von Messbereiche zu erweitern. Das Signal vom Ausgang eines einpoligen Vorfilters wird an den automatischen Schaltdetektor und an dem Glättungsfilter gesendet.
Wie bei jeder PC-Architektur basierend auf dem BPF ist das Glättungsfilter erforderlich, um die Überlagerungen zu beseitigen (die Ablagerung von Out-of-Band-Signalen an die ADC-Datenprobe). Dieser Filter ist ein Multi-Pole, sodass es eine Menge Gruppenverzögerung aufweist. Sogar ein sehr scharfes zunehmendes Hochfrequenzspritzer, das auf den Wechselrichter übertragen wurde, testet die Verzögerung in mehr als drei Trailern des ADC (30 MHz), wenn sie durch den Glättungsfilter passieren. Die Verzögerung ergibt die Zeit, das eingehende Signal des großen Werts zu erkennen, bevor er die Überlastung des ADC verursacht. Die logische Kette, die den automatischen Schaltdetektor steuert, verringert die Verstärkung vor dem ADC, bevor das Signal dorthin geht, als der Pulsschnitt zu verhindern. Wenn das Hüllkurvensignal eine niedrige Zeit bleibt, erhöht die automatische Hubkette die Verstärkung, indem er das effektive Rauschen an der Eingabe spezielle. Die digitale Amplifikation nach ADC ändert sich auch, um der analogen Verstärkung vor ADC zu entsprechen. Das Ergebnis ist ein ADC mit einem "Floating Point", einem sehr großen dynamischen Bereich mit aktivierter automatischer Einstellung im Sweep-Modus.

Abbildung 3-3. Die automatische Einstellung hält das ADC-Rauschen in der Nähe des Trägers und unterhalb des Geräuschpegels des Heteroodin oder der Eigenschaften des Auflösungsfilters

In FIG. 3-3 zeigt das Verhalten des PSA-Serie-Analysators beim Scannen. Mit einem einzelnen Pole-Vorfilter können Sie die Verstärkung erhöhen, während der Analysator von der Trägerfrequenz wieder aufgebaut wird. Wenn die Lagerbewehrung nähert, wird das Rauschen der Quantisierung des ADC reduziert. Der Geräuschpegel hängt von dem Signalpegel und seiner Frequenzabstimmung vom Träger ab, sodass es wie ein Schritt-Phasenrauschen aussieht. Das Phasenrauschen unterscheidet sich jedoch von diesem Geräusch der automatischen Einstellung. Phasenrauschen in den Spektrumanalysatoren können nicht vermieden werden. Die Verringerung der Breite der Vorfiltration hilft jedoch, das Geräusch der automatischen Abstimmung auf den meisten Frequenzreservierungen vom Träger zu reduzieren. Da die Bandbreite vor dem Filter etwa das 2,5-fache der Breite des Auflösungsbandes beträgt, senkt die Reduktion des Auflösungsbandes das Rauschen der Auto-Tuning.

Spezialisierte Signalverarbeitung.
Lassen Sie uns in das digitale, wenn Flussdiagramm (Abb. 3-2) zurückkehren. Nachdem der Verstärkung des ADC gemäß der Amplifikation der analogen und angepassten digitalen Verbesserung installiert wurde, beginnt der spezialisierte IC dazu, die Probe zu verarbeiten. Zunächst sind die 30-Megahertz-Proben des PCs in I- und Q-Paare mit einem halben Schritt (15 Millionen Dampf pro Sekunde) unterteilt. Die Paare I und Q werden dann durch Hochfrequenzverstärkung mit einem einstufigen digitalen Filter erhalten, dessen Verstärkung und Phase im analogen einpoligen Vorfilter gegenüberliegen. Dann werden die Paare I und Q von der FGH mit einer linearen Phasencharakteristik und einer fast perfekten Gaußschen Frequenzantwort filtriert. Gaußsche Filter waren dank des optimalen Kompromisss zwischen dem Verhalten in der Frequenzdomäne (Formfaktor) und in der Zeitdomäne (Reaktion auf den Fast Scan) immer am besten geeignet, um den Frequenz-Sweep am besten zu analysieren. Mit reduzierter Bandbreite können Paare I und Q jetzt absperrt und an den Prozessor zur BPF-Verarbeitung oder Demodulation gesendet werden. Trotz der Tatsache, dass das BPF für das Bandbreitensegment auf 10 MHz-Streifen des Glättungsfilters erfolgen kann, selbst in einem engeren 1-kHz-Intervall, mit einem schmalen Auflösungsstreifen in 1 Hz, erfordern der BPF 20 Millionen Daten Punkte. Die Verwendung von Datenausfällen für engere Intervalle verringert den Datenbetrag erheblich, was für den BPF erforderlich ist, was die Berechnungen ernsthaft beschleunigt.
Um den Frequenzfrequenz zu analysieren, werden gefilterte Paare I und Q in die Amplituden- und Phasenpaare umgewandelt. Bei herkömmlicher Analyse mit der Abtastung wird das Amplitudensignal durch den Videostreifen filtriert, und die Auswahl erfolgt durch die Anzeigeschaltung der Anzeige. Auswählen des logarithmischen / linearen Anzeigemodus und der Skalierung "DB / Einheiten" erfolgt in der Prozessor, sodass das Ergebnis in einem der Skalen ohne wiederholte Messungen angezeigt wird.

Möglichkeiten zur zusätzlichen Videoverarbeitung
Normalerweise glättet der Videostreifenfilter den Logarithmus der Signalamplitude, aber es hat viele zusätzliche Funktionen. Es kann den Logarithmus von Amplituden in den Umschlagstress in die Hüllkurvenspannung umwandeln und vor dem Erfassen des Displays wiederübersetzen, um die Konsistenz der Messwerte zu erkennen.
Die Amplitudenfilterung auf dem linearen Spannungsskala ist wünschenswert, um die Umschläge von Impulsfunksignalen auf einer Null-Frequenzüberprüfung zu beobachten. Das Signal mit einer logarithmischen Amplitude kann auch vor der Filtration in die Leistung (Amplitudenquadrat) neu berechnet werden, und dann zurück. Die Leistungsfilterung ermöglicht es dem Analysator, die gleiche durchschnittliche Reaktion auf Signale mit rauschförmigem Merkmalen (digitale Signalsignale) sowie auf Unglückswellensignale mit derselben RMS-Spannung zu ergeben. Heutzutage ist es zunehmend notwendig, den vollen Strom im Kanal oder im gesamten Frequenzbereich zu messen. Mit solchen Messungen kann der Punkt auf dem Display die durchschnittliche Leistung während der Zeit zeigen, in der der Heterodyne diesen Punkt durchläuft. Der Videostreifenfilter kann neu konfiguriert werden, um Daten zum Durchschnitt auf der Skala von Logarithmus, Spannung oder Leistung zu sammeln.

Frequenzzählung
In den Spektrumanalysatoren mit einem Frequenzscan ist normalerweise ein Frequenzzähler vorhanden. Es zählt die Anzahl der Kreuzungen von Null im IF-Signal und entfernt diesen Countdown auf den bekannten Verstimmungswerten von der Heterodyn auf dem Rest der Umwandlungskette. Wenn das Konto 1 Sekunde lang ist, können Sie eine Entschließung in Bezug auf 1 Hz erhalten.
Dank der digitalen Synthese von Heteroodin und der vollständig digitalen Implementierung des Auflösungsbandes, inhärent der Analysatoren der PSA-Serie, ist die Frequenzgenauigkeit ziemlich groß (0,1% der Bandbreite). Darüber hinaus gibt es einen Frequenzzähler in der PSA, der nicht nur die Kreuzung der Nullmarke verfolgt, sondern auch Änderungen in der Phase. Daher kann es Frequenzen in Zehn Milligerz in 0,1 Sekunden lösen. Mit einem solchen Konstruktion ist die Fähigkeit, Frequenzänderungen zu lösen, nicht mehr als Spektrumanalysator, sondern das unvollständige des untersuchenden Signals begrenzt.

Andere Vorteile voll digital, wenn
Wir haben bereits eine Reihe von Merkmalen der PSA-Serie-Geräte angesehen: Logarithmus / Spannungs- / Leistungsfilterung, hochauflösender Frequenzzusammengang mit hoher Auflösung, das Umschalten der im Speicher gespeicherten logarithmischen / linearen Skala, hervorragende Formfaktoren, Datenerwarnmodus in der Anzeigspitze, 160 Unterschiedliche Auflösungsbänder und natürlich den Verarbeitungsmodus mit Frequenz oder BPF. Wenn Sie das Spektrum analysieren, ermöglicht das Filtern auf Auflösungsfilter einen Fehler bei der Messung von Amplituden- und Phasen, die Funktionen von Sweep-Speed-Funktionen sind. Mit einem bestimmten festen Niveau solcher Fehlern ermöglichen die zulässigen Filter des reinen digitalen Wechselrichters mit einer linearen Phase höhere Frequenzweckgeschwindigkeiten als analoge Filter. Die digitale Ausführungsform liefert auch eine bekannte Kompensation beim Entfernen der Frequenz- und Amplitudendaten, wodurch die Sweep-Drehzahl doppelt so groß ist als die älteren Analysatoren und zeigt exzellente Indikatoren auch bei der Härtungsschwinggeschwindigkeit.
Die in digitale Form realisierte logarithmische Anstieg ist eine hohe Genauigkeit. Typische Fehler, die für den Analysator insgesamt charakteristisch sind, viel weniger Messfehler, mit denen der Hersteller die Zuverlässigkeit des Logarithings schätzt. Am Analysator-Eingabemixer ist der Wert der Logarithmation in ± 0,07 dB für einen beliebigen Niveau von bis zu -20 dBm definiert. Die logarithmische Verstärkung bei niedrigem Niveau schränkt die Zuverlässigkeit der Logarithation nicht ein, da er mit einem analogen Wechselrichter sein würde; Der Bereich ist nur durch Rauschen von etwa -155 dBm im Eingabemixer begrenzt. Aufgrund einer Photo-Komprimierung in nachfolgenden Schaltungen bei höheren Kapazitäten verschlechtert sich der Konfidenzparameter auf ± 0,13 dB für den Niveau von bis zu -10 dBm auf dem Eingabemixer. Zum Vergleich ist ein analoger logarithmischer Verstärker üblicherweise durch die Toleranzen von ± 1 dB gekennzeichnet.
Andere Genauigkeit, die mit den PCs verbunden sind, erlebte auch eine Verbesserung. Der vorläufige FED-Filter ist analog und muss als ein analoger Filter konfiguriert sein, sodass er Fehler einstellbar ist. Es ist jedoch immer noch besser als andere analoge Filter. Die Tatsache, dass es notwendig ist, nur einen Schritt dafür zu machen, kann er viel stabiler gemacht werden als bei 4- und 5-Gang-Filtern, die in Analysatoren mit analogem Wechselrichter verwendet werden. Infolgedessen kann die Verstärkung zwischen den aufgelösten Filtern sinkt, als Teil eines Werts von ± 0,03 dB gehalten, was zehnmal besser ist als für rein analoge Designs.
Die Genauigkeit des PC-Bandes wird durch die Installationsbeschränkungen im digitalen Teil der Filterung und des Kalibrierungsfehlers in dem analogen Vorfilter bestimmt. Und wieder ist der vorläufige Filter sehr stabil und bringt nur 20% des Fehlers, der in der analogen Implementierung des Auflösungsbandes vorhanden ist, das aus fünf derartigen Schritten besteht. Infolgedessen werden die meisten Auflösungsbänder in 2 Prozent ihrer deklarierten Breite verlegt, im Gegensatz zu 10-20 Prozent bei Analysatoren mit analogem Wechselrichter.
Der wichtigste Aspekt der Streifengenauigkeit besteht darin, den Fehler der Messleistung im Kanal und ähnliche Messungen zu minimieren. Das Rauschband der Auflösungsfilter hat sogar die besten Indikatoren als die Toleranz von 2% an den Installationsprozessen, und Rauschmarkierungen und die Leistungsmessung im Kanal werden auf ± 0,5% eingestellt. Somit gibt die Hublfehler den Beitrag nur ± 0,022 dB im Fehlerpunkt der Dichte der Dichte der Geräusche und Messung der Leistung im Kanal an. Und schließlich ist mit der vollständigen Abwesenheit von analogen Strömen, abhängig von der Referenzpegel, in der Amplifikation des PCs kein Fehler. Der Gesamtwert all dieser Verbesserungen ist derart, dass ein rein digitaler Wechselrichter eine erhebliche Verbesserung der Genauigkeit der Spektralanalyse ermöglicht. Es ermöglicht es auch, die Analysatoreinstellungen ohne wesentliche Auswirkungen auf die Messgenauigkeit zu ändern. Im nächsten Kapitel werden wir detaillierter darüber sprechen.

1 streng genommen, sobald das Signal digitalisiert ist, nicht mehr auf der Zwischenfrequenz oder der IF. Von diesem Punkt an wird das Signal durch digitale Werte dargestellt. Wir verwenden jedoch den Begriff "digitaler Inverter", um diese digitalen Prozesse zu beschreiben, die den analogen Abschnitt des IF ersetzt haben, der in traditionellen Spektrumanalysatoren bestand.)

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