电压电流测试同步是准确测量功率的关键

能测量电压、电流、功率的设备有很多，有的价值几百元，有的则价值十几万乃至几十万元，同样是测量功率，为何价格相差那么远，他们之间有什么区别呢？

在分享正式内容之前，先讲一个寓言故事——刻舟求剑，楚国有个渡江的人，船开到了河中间，他的剑从船里掉到水中，他立即在船边上刻了个记号，说：“这儿是我的剑掉下去的地方。”等船靠岸停了，从他刻记号的地方下水寻找剑。船已经前进了，但是剑不会随船前进，像这样找剑，又怎么可能找得到呢？

楚人必须在剑掉入水中的地方及时下河寻找，才能找到他的剑，而一旦船移动的位置，想要通过船身标记来寻找剑那肯定是找不到的。寓言本身是比喻人的眼光未与客观世界的发展变化同步，不懂得根据实际情况处理问题。但如果将这个寓言结合我们的话题来看，假设那艘船就是向前走一刻不停的时间，楚人用剑掉落时的电压和停船时的电流求电功率，那么结果可想而知会是多么的错误，大部分几百元的测试设备基本也是这种做法。

要想准确计算电功率，就必须保证电压、电流在同一时刻同时测量。

ZLG致远电子PA系列高精度功率分析仪，其中最关键的一点就是保证功率测量的准确，而功率的准确测量则必须保证电压电流的同步性。下面我们就看看PA系列功率分析仪它是如何实现电压电流的同步测量的。

上图是PA系列功率分析仪的系统架构图，从图中可以看到一个非常关键的内容——100MHz同步时钟。与万用表不同，功率分析仪需要同时测试电压、电流信号，并且可能同时测试多达7通道电压、电流以计算得到7路电功率。要实现电功率的准确测量，则必须保证测量电压、电流的同步性，即电压和电流信号经过ADC数字化过程中每一个采样点都必须发生在同一时刻，否则就无法保证测量精度。为了保证测试精度，PA系列功率分析仪采用了业界最高的同步时钟——高稳定性温度补偿的100MHz同步时钟，严格保证ADC对各通道电压、电流的同步采样，从而保证功率精度！

100MHz同步时钟具体是一个什么概念，我们可以通过一组数据来反映。100MHz的同步时钟引起的最大时间误差为10ns，对于50Hz工频信号（周期20ms）而言，10ns的时钟误差引起的相位测量误差为：

以上数据可能很多人看了并没有感觉，下面我们做一个对比，用业内常用的10M同步时钟与PA系列100M同步时钟对不同相位角下测量的误差做一个比对，相信大家看完之后就会明白同步时钟的重要性。（以下表格是基于被测信号为正弦波的情况下做的对比）

表 1 100M同步时钟引起的测量误差

表 2 10M同步时钟引起的测量误差

通过上表对比我们可以知道用了100M同步时钟的PA系列功率分析仪，即使在极低的功率因素下，甚至在功率因素低于0.01°时，依然能保证很高的功率测量精度，而使用10M同步时钟的仪器，其相应的功率精度则会差很多。

通过以上分析，我们可以知道同步时钟越高越能保证功率分析仪电压、电流的测量准确,从而保证功率的准确测量。特别是在高频低功率因数的情况下，其准确性会更加明显和重要。