BL0930
I
电电
采采
电电
采采
模
-
模
�½��½�
模
-
模
�½��½�
高高
滤滤
模数
乘乘乘
�½�高
滤滤
内�½�晶振单相电�½计量芯片
模数
-
频频
�½��½�
CF
F1
F2
积积
V
高高
滤滤
瞬瞬瞬频瞬瞬
p(t)
瞬瞬瞬瞬频瞬瞬
V*I
V*I
2
t
p(t)=i(t)*v(t)
其其
v(t)=V*cos(wt)
i(t)=I*cos(wt)
p(t)=
V*I
2
{1+cos(2wt)}
V*I
2
t
在通过对电流电压信号高精度采样及模数�½�换后，电流电压信号通过数字乘法器得到瞬态功
率信号
p(t)。让 p(t)通过一个截至频率很�½�（如 1Hz）的取直�½�通滤波器，把即时实功率信号取出
来。然后对该实功率信号对时间进行积分，得到�½量的信息。如果选择积分时间十分的短，可以
认为得到的是即时�½量消耗的信息，也可以认为是即时功率消耗的信息，因为前后两者成正比关
系。如果选择的较长的积分时间，得到的是平均的�½量消耗的信息，同样也可以认为是平均功率
消耗的信息。
取直�½�通滤波器的输出会被送到一个数字-频率�½�换的模块，
在这里即时实功率会根据要求�½�
长时或短时的积分（即累加计数）
，�½�换成与周期性的脉冲信号，这就是电子电�½表的基本输出信
号。输出的脉冲信号的频率与�½量消耗的大小成正比。输出脉冲送到片外的计数马达，并最终得
到�½量消耗的大小的计数值。
可以看出计算出的即时实功率与电压和电流信号的相�½�差的�½�弦值
cos(Ф)的有关，
该�½�弦值
被称为这两路信号的功率因子。
输入的直流成分对测量结果的�½�响
假设电压和电流输入直流成分分别是
Vos
和
Ios,且功率因子等于 1（
Φ
=0
度）
p(t)=(Vcos(wt)+Vos)*(Icos+Ios)
=V*I/2+Vos*Ios+Vos*Icos(wt)+Ios*Vcos(wt)+(V*I)/2*cos(2wt)
令
Ios=0
p(t)=(Vcos(wt)+Vos)*(Icos+0)
=V*I/2+Vos*0+Vos*Icos(wt)+0*Vcos(wt)+(V*I)/2*cos(2wt)
=V*I/2+Vos*Icos(wt)+(V*I)/2*cos(2wt)
从上面的计算看到：如果输入的两路信号同时具有直流成分，会给即时实功率，即乘积的直
流部分带来
Vos*Ios
的误差，还有在ω频率处出现
Vos*I+Ios*V
的分量，前者必然引起测量误差，
而后者也会�½�取直�½�通滤波器的对ω抑制不够时�½�响即时实功率的输出，带来大的波动。
而�½�电压或电流中的一路经过数字高通滤波器后，如去掉电流采样信号的直流偏移项。这时
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8/14/2006
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