在使用功率分析仪测量电参数时，设置同步源无疑是工程师们在测试环节中不可缺少的一个重要步骤，然而很多工程师却对这一操作原理及选取方式不甚了解。今天我们进一步了解同步源的作用及其设置方法。

一、同步源

       在理解什么是同步源之前，我们可以先从功率分析仪的常测数值即有效值与有功功率入手，了解仪器在测量电参数时的运作原理。

       众所周知在电力中存在着直流电和交流电。交流电可表示为“AC(Alternating Current) ”，是指电流方向随时间推移作周期性变化的电流，其曲线为正弦波，其波形呈周期性变化。日常家庭和工厂用电均属于交流电。

       如图2所示，为描述不断变化的交流电信号，我们一般使用有效值来表示交流电流和电压的值，其单位分别为“Arms”、“Vrms”，其计算公式均为：

       以计算Vrms值为例，功率分析仪的运算原理波形图如图3所示，其中蓝色波形为信号的原始波形，红色波形为原信号进行平方运算后的波形。

图3：功率分析仪运算原理波形图

       而当功率分析仪在计算有功功率时，仪器则会将电流和电压波形相乘后得到的功率曲线进行平均化处理，其计算公式为，与此同时功率分析仪的运算原理波形也如图4所示。

图4：功率分析仪进行有功功率运算时的波形原理图

       不难发现，无论是我们利用功率分析仪计算交流电压电流的RMS值，还是计算交流电的有功功率值，其本质都是对信号周期进行平均运算。因此，准确检测出信号的周期十分重要。

       而功率分析仪的通用运算原理则是首先检测出指定信号的周期，并将检测周期的整数倍时间设为测量区间，随后对这段时间内采集到的数据进行平均运算，这一测量方式也被称为“同步源周期平均法”，其中用于定义测量周期的输入信号被称为同步源。

       与此同时功率分析仪还将通过检测过零点的方式确认同步源的周期，并自动将数据更新周期内的首上升（或下降）过零点到稍后一个上升（或下降）过零点之间的这段时间设为测量区间，如图5所示。

图5：功率分析仪确认同步源周期方式示意图

二、如何选择同步源？

       只有检测出同步源信号才能获取正确的测量值。因此测量时，横河建议选择失真小、输入电平和频率都稳定的输入信号作为同步源。在操作时，我们需查看在仪器上已被选为同步源的输入信号频率，确认频率测量是否正确，并根据不同的测试对象进行相应调整。

       例如，当被测对象是开关电源时，相较于电流波形，电压波形的失真情况较小，因此我们需选择电压信号作为测试同步源，如图6所示。

图6：开关电源测试中电压波形与电流波形对比图

       当被测对象是变频器时，相较于电压波形，电流波形的失真情况较小，因此我们需选择电流信号作为同步源，如图7所示。

图7：变频器测试中电压波形与电流波形对比图

       而当测试对象是单相交流输入和三相交流输出功率转换器时，其同步源设置方式如图8所示：

图8：同步源设置方式

       如用图8所示的连接方式测量单相交流电转换为三相交流电的设备，则需将输入端中的输入单元与同步源设为相同信号，即将输入单元1 的同步源设为U1（或I1），输入单元2 和3 的同步源设为U2（或I2、U3、I3），如图9的实例：

图9：同步源的设置实例

       设置完成后即可开始测量不同频率下的交流信号，如将所有输入单元的同步源设为相同信号，则输入信号或输出信号的测量周期将不再是信号周期的整数倍，即符合公式。