(2012-01-17 16:56:48)
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标签： nf
fra5097
频率特性分析仪
电力通信中
应用
杂谈
分类： 技术应用
本文详细讲述了NFFRA5097频率特性分析仪在电力通信中的应用，具体的应用方法和方案如下，方案的最终解释权为东方集成所有，谢谢。
客户名称：XX电力研究院
实验室：XX载波仿真实验室
行业领域：电力线路通信
测试设备：株式会社NF回路设计公司FRA5097
客户需求：
FRA5097频率特性分析仪用在测试电力线线路上的节点阻抗。客户此次测试环境是室内配线的阻抗测量。
阻抗测量：
FRA的主要用途，除了增益-相位测量之外，还有阻抗特性的测量。可以用FRA的2个通道的分析输入来测量电压分量和电流分量，再通过除法运算，可求得阻抗的绝对值和相位（附属阻抗）。
通常使用专用的测量仪器LCR来测量阻抗。对于用LCR表和FRA来测量阻抗，两者之间的比较如下表所示。
用FRA进行阻抗测量，其精度不如LCR表，但是最大的有点事测量电压和电流可以自由设定。可用放大器来放大振荡器的输出信号，由此可在试样上施加最大可达250Vrms的电压。如果使用电流互感器（CT），那么测量电流也可达到数十安培以上。
电灯线（室内配线）的阻抗测试
采用电流检测的方法可测量在带电状态下的电灯线阻抗。
FRA具有绝缘耐压250Vrms、最大测量电压250Vrms性能，故无需用绝缘变压器和降压变压器，就可进行不受变压器特性影响的测量。
R为电流检测电阻，用于检测FRA的内部振荡器对于线路所注入的信号电流分量。考虑到线路阻抗，该电阻取10W左右的值比较合适。C用于限制100V 50/60Hz的大信号逆向注入到FRA的内部振荡器中的逆向电流。约为1uF左右比较合适，但是必须注意其绝缘耐压特性。在通道1（CH1）中检测出电流分量、在通道2（CH2）中检测出线路电压，用FRA来测量CH1/CH2，就可显示出电灯线的阻抗特性。
如果将FRA的积分时间设定为线路的基波的整数周期，那么在DFT运算时就会将基波分量除去，由此减少测量误差。200ms虽是一个适当的值，但要设定比200ms更长的积分时间时，必须将此设定为基波的整数周期。
客户使用情况：
客户在智能电表的抄表应用当中，使用FRA来测量线路上载波信号的阻抗特性。针对XX电力研究院客户的特殊使用环境，在FRA的使用上需要特别注意以下事项：
1. 第一次实验接线图
现场图片
2. 第二次实验接线图
由于中国国内电压在220Vrms，FRA虽然绝缘耐压在250Vrms，但要注意市电电压不稳定对FRA设备的冲击。我们额外增加R1和C为了保护OSC端口不被打坏。必要时需要添加衰减隔离器（如下图片所示），保护设备。如图所示：
关于衰减隔离器，用户采用20dBm（黄色标记部分）：
常用单位换算表
dBm/mW/dBmV/mV(RMS)/mVp/mVpp/uV(RMS)/dBuV常用单位换算表（50欧阻抗下）
dBm mW dBmV mV(RMS) mVp mVpp uV(RMS) dBuV
-130 1.00E-13 -83.01 7.07E-05 1.00E-04 2.00E-04 7.07E-02 -23.01
-100 1.00E-10 -53.01 2.24E-03 3.16E-03 6.32E-03 2.24E+00 6.99
-50 1.00E-05 -3.01 7.07E-01 1.00E+00 2.00E+00 7.07E+02 56.99
-45 3.16E-05 1.99 1.26 1.78 3.56 1.26E+03 61.99
-40 1.00E-04 6.99 2.24 3.16 6.32 2.24E+03 66.99
-35 3.16E-04 11.99 3.98 5.62 11.25 3.98E+03 71.99
-30 1.00E-03 16.99 7.07 10.00 20.00 7.07E+03 76.99
-25 3.16E-03 21.99 12.57 17.78 35.57 1.26E+04 81.99
-20 0.01 26.99 22.36 31.62 63.25 2.24E+04 86.99
-15 0.03 31.99 39.76 56.23 112.47 3.98E+04 91.99
-10 0.10 36.99 70.71 100.00 200.00 7.07E+04 96.99
-5 0.32 41.99 125.74 177.83 355.66 1.26E+05 101.99
0 1.00 46.99 223.61 316.23 632.46 2.24E+05 106.99
1 1.26 47.99 250.89 354.81 709.63 2.51E+05 107.99
2 1.58 48.99 281.50 398.11 796.21 2.82E+05 108.99
3 2.00 49.99 315.85 446.68 893.37 3.16E+05 109.99
4 2.51 50.99 354.39 501.19 1002.37 3.54E+05 110.99
5 3.16 51.99 397.64 562.34 1124.68 3.98E+05 111.99
6 3.98 52.99 446.15 630.96 1261.91 4.46E+05 112.99
7 5.01 53.99 500.59 707.95 1415.89 5.01E+05 113.99
8 6.31 54.99 561.67 794.33 1588.66 5.62E+05 114.99
9 7.94 55.99 630.21 891.25 1782.50 6.30E+05 115.99
10 10.00 56.99 707.11 1000.00 2000.00 7.07E+05 116.99
11 12.59 57.99 793.39 1122.02 2244.04 7.93E+05 117.99
12 15.85 58.99 890.19 1258.93 2517.85 8.90E+05 118.99
13 19.95 59.99 998.81 1412.54 2825.08 9.99E+05 119.99
14 25.12 60.99 1120.69 1584.89 3169.79 1.12E+06 120.99
15 31.62 61.99 1257.43 1778.28 3556.56 1.26E+06 121.99
16 39.81 62.99 1410.86 1995.26 3990.52 1.41E+06 122.99
17 50.12 63.99 1583.01 2238.72 4477.44 1.58E+06 123.99
18 63.10 64.99 1776.17 2511.89 5023.77 1.78E+06 124.99
19 79.43 65.99 1992.90 2818.38 5636.77 1.99E+06 125.99
20 100.00 66.99 2236.07 3162.28 6324.56 2.24E+06 126.99
21 125.89 67.99 2508.91 3548.13 7096.27 2.51E+06 127.99
22 158.49 68.99 2815.04 3981.07 7962.14 2.82E+06 128.99
23 199.53 69.99 3158.53 4466.84 8933.67 3.16E+06 129.99
24 251.19 70.99 3543.93 5011.87 10023.74 3.54E+06 130.99
25 316.23 71.99 3976.35 5623.41 11246.83 3.98E+06 131.99
26 398.11 72.99 4461.54 6309.57 12619.15 4.46E+06 132.99
27 501.19 73.99 5005.93 7079.46 14158.92 5.01E+06 133.99
28 630.96 74.99 5616.75 7943.28 15886.56 5.62E+06 134.99
29 794.33 75.99 6302.10 8912.51 17825.02 6.30E+06 135.99
30 1000.00 76.99 7071.07 10000.00 20000.00 7.07E+06 136.99
31 1258.93 77.99 7933.87 11220.18 22440.37 7.93E+06 137.99
32 1584.89 78.99 8901.95 12589.25 25178.51 8.90E+06 138.99
33 1995.26 79.99 9988.15 14125.38 28250.75 9.99E+06 139.99
34 2511.89 80.99 11206.89 15848.93 31697.86 1.12E+07 140.99
35 3162.28 81.99 12574.33 17782.79 35565.59 1.26E+07 141.99
36 3981.07 82.99 14108.64 19952.62 39905.25 1.41E+07 142.99
37 5011.87 83.99 15830.15 22387.21 44774.42 1.58E+07 143.99
38 6309.57 84.99 17761.72 25118.86 50237.73 1.78E+07 144.99
39 7943.28 85.99 19928.98 28183.83 56367.66 1.99E+07 145.99
40 10000.00 86.99 22360.68 31622.78 63245.55 2.24E+07 146.99
3. 在实验过程中出现“OVERLOARD”灯点亮的情况
在测试线搭上交流插座的时候OVERLOARD灯会亮，必须重新按一下“AC/DC ON”才能正常工作的问题上日本厂商给出的解释是0SC和CH1 CH2虽然是隔离的，但是靠的是K欧姆的电阻，并非完全隔离，所以瞬间高压时，内部在瞬间电位不平衡造成的OVERLOARD。
现场图片截图
总结
目前两台FRA在客户端使用稳定，经过客户，东方集成，及日本NF厂商的协作，帮助客户很好的保证了FRA产品的正常使用，客户表示无论在实验室还是在工业现场FRA都很好的完成测试任务，基本满足客户的研发和项目研究需要。
(2012-01-17 16:56:48)
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fra5097
频率特性分析仪
电力通信中
应用
杂谈
分类： 技术应用
本文详细讲述了NFFRA5097频率特性分析仪在电力通信中的应用，具体的应用方法和方案如下，方案的最终解释权为东方集成所有，谢谢。
客户名称：XX电力研究院
实验室：XX载波仿真实验室
行业领域：电力线路通信
测试设备：株式会社NF回路设计公司FRA5097
客户需求：
FRA5097频率特性分析仪用在测试电力线线路上的节点阻抗。客户此次测试环境是室内配线的阻抗测量。
阻抗测量：
FRA的主要用途，除了增益-相位测量之外，还有阻抗特性的测量。可以用FRA的2个通道的分析输入来测量电压分量和电流分量，再通过除法运算，可求得阻抗的绝对值和相位（附属阻抗）。
通常使用专用的测量仪器LCR来测量阻抗。对于用LCR表和FRA来测量阻抗，两者之间的比较如下表所示。
用FRA进行阻抗测量，其精度不如LCR表，但是最大的有点事测量电压和电流可以自由设定。可用放大器来放大振荡器的输出信号，由此可在试样上施加最大可达250Vrms的电压。如果使用电流互感器（CT），那么测量电流也可达到数十安培以上。
电灯线（室内配线）的阻抗测试
采用电流检测的方法可测量在带电状态下的电灯线阻抗。
FRA具有绝缘耐压250Vrms、最大测量电压250Vrms性能，故无需用绝缘变压器和降压变压器，就可进行不受变压器特性影响的测量。
R为电流检测电阻，用于检测FRA的内部振荡器对于线路所注入的信号电流分量。考虑到线路阻抗，该电阻取10W左右的值比较合适。C用于限制100V 50/60Hz的大信号逆向注入到FRA的内部振荡器中的逆向电流。约为1uF左右比较合适，但是必须注意其绝缘耐压特性。在通道1（CH1）中检测出电流分量、在通道2（CH2）中检测出线路电压，用FRA来测量CH1/CH2，就可显示出电灯线的阻抗特性。
如果将FRA的积分时间设定为线路的基波的整数周期，那么在DFT运算时就会将基波分量除去，由此减少测量误差。200ms虽是一个适当的值，但要设定比200ms更长的积分时间时，必须将此设定为基波的整数周期。
客户使用情况：
客户在智能电表的抄表应用当中，使用FRA来测量线路上载波信号的阻抗特性。针对XX电力研究院客户的特殊使用环境，在FRA的使用上需要特别注意以下事项：
1. 第一次实验接线图
现场图片
2. 第二次实验接线图
由于中国国内电压在220Vrms，FRA虽然绝缘耐压在250Vrms，但要注意市电电压不稳定对FRA设备的冲击。我们额外增加R1和C为了保护OSC端口不被打坏。必要时需要添加衰减隔离器（如下图片所示），保护设备。如图所示：
关于衰减隔离器，用户采用20dBm（黄色标记部分）：
常用单位换算表
dBm/mW/dBmV/mV(RMS)/mVp/mVpp/uV(RMS)/dBuV常用单位换算表（50欧阻抗下）
dBm mW dBmV mV(RMS) mVp mVpp uV(RMS) dBuV
-130 1.00E-13 -83.01 7.07E-05 1.00E-04 2.00E-04 7.07E-02 -23.01
-100 1.00E-10 -53.01 2.24E-03 3.16E-03 6.32E-03 2.24E+00 6.99
-50 1.00E-05 -3.01 7.07E-01 1.00E+00 2.00E+00 7.07E+02 56.99
-45 3.16E-05 1.99 1.26 1.78 3.56 1.26E+03 61.99
-40 1.00E-04 6.99 2.24 3.16 6.32 2.24E+03 66.99
-35 3.16E-04 11.99 3.98 5.62 11.25 3.98E+03 71.99
-30 1.00E-03 16.99 7.07 10.00 20.00 7.07E+03 76.99
-25 3.16E-03 21.99 12.57 17.78 35.57 1.26E+04 81.99
-20 0.01 26.99 22.36 31.62 63.25 2.24E+04 86.99
-15 0.03 31.99 39.76 56.23 112.47 3.98E+04 91.99
-10 0.10 36.99 70.71 100.00 200.00 7.07E+04 96.99
-5 0.32 41.99 125.74 177.83 355.66 1.26E+05 101.99
0 1.00 46.99 223.61 316.23 632.46 2.24E+05 106.99
1 1.26 47.99 250.89 354.81 709.63 2.51E+05 107.99
2 1.58 48.99 281.50 398.11 796.21 2.82E+05 108.99
3 2.00 49.99 315.85 446.68 893.37 3.16E+05 109.99
4 2.51 50.99 354.39 501.19 1002.37 3.54E+05 110.99
5 3.16 51.99 397.64 562.34 1124.68 3.98E+05 111.99
6 3.98 52.99 446.15 630.96 1261.91 4.46E+05 112.99
7 5.01 53.99 500.59 707.95 1415.89 5.01E+05 113.99
8 6.31 54.99 561.67 794.33 1588.66 5.62E+05 114.99
9 7.94 55.99 630.21 891.25 1782.50 6.30E+05 115.99
10 10.00 56.99 707.11 1000.00 2000.00 7.07E+05 116.99
11 12.59 57.99 793.39 1122.02 2244.04 7.93E+05 117.99
12 15.85 58.99 890.19 1258.93 2517.85 8.90E+05 118.99
13 19.95 59.99 998.81 1412.54 2825.08 9.99E+05 119.99
14 25.12 60.99 1120.69 1584.89 3169.79 1.12E+06 120.99
15 31.62 61.99 1257.43 1778.28 3556.56 1.26E+06 121.99
16 39.81 62.99 1410.86 1995.26 3990.52 1.41E+06 122.99
17 50.12 63.99 1583.01 2238.72 4477.44 1.58E+06 123.99
18 63.10 64.99 1776.17 2511.89 5023.77 1.78E+06 124.99
19 79.43 65.99 1992.90 2818.38 5636.77 1.99E+06 125.99
20 100.00 66.99 2236.07 3162.28 6324.56 2.24E+06 126.99
21 125.89 67.99 2508.91 3548.13 7096.27 2.51E+06 127.99
22 158.49 68.99 2815.04 3981.07 7962.14 2.82E+06 128.99
23 199.53 69.99 3158.53 4466.84 8933.67 3.16E+06 129.99
24 251.19 70.99 3543.93 5011.87 10023.74 3.54E+06 130.99
25 316.23 71.99 3976.35 5623.41 11246.83 3.98E+06 131.99
26 398.11 72.99 4461.54 6309.57 12619.15 4.46E+06 132.99
27 501.19 73.99 5005.93 7079.46 14158.92 5.01E+06 133.99
28 630.96 74.99 5616.75 7943.28 15886.56 5.62E+06 134.99
29 794.33 75.99 6302.10 8912.51 17825.02 6.30E+06 135.99
30 1000.00 76.99 7071.07 10000.00 20000.00 7.07E+06 136.99
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38 6309.57 84.99 17761.72 25118.86 50237.73 1.78E+07 144.99
39 7943.28 85.99 19928.98 28183.83 56367.66 1.99E+07 145.99
40 10000.00 86.99 22360.68 31622.78 63245.55 2.24E+07 146.99
3. 在实验过程中出现“OVERLOARD”灯点亮的情况
在测试线搭上交流插座的时候OVERLOARD灯会亮，必须重新按一下“AC/DC ON”才能正常工作的问题上日本厂商给出的解释是0SC和CH1 CH2虽然是隔离的，但是靠的是K欧姆的电阻，并非完全隔离，所以瞬间高压时，内部在瞬间电位不平衡造成的OVERLOARD。
现场图片截图
总结
目前两台FRA在客户端使用稳定，经过客户，东方集成，及日本NF厂商的协作，帮助客户很好的保证了FRA产品的正常使用，客户表示无论在实验室还是在工业现场FRA都很好的完成测试任务，基本满足客户的研发和项目研究需要。