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圖1所示的電路框圖對(duì)器件和系統(tǒng)有著嚴(yán)格的要求，但是通常也具有較小的誤差和寬帶寬的優(yōu)點(diǎn)。但是，熱轉(zhuǎn)換單元R1和 S1、R2和S2具有一定，且固定的時(shí)間常數(shù)，所以對(duì)于過(guò)低頻率的信號(hào)，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能穩(wěn)定，并且溫度波動(dòng)會(huì)較大，所以了這種真有效值計(jì)算方案的低頻性能不好。

顯式計(jì)算就是按照真有效值的數(shù)學(xué)定義進(jìn)行每一步運(yùn)算。真有效值除了熱量角度的定義外，還有一個(gè)數(shù)學(xué)定義，包括求信號(hào)的平方、取平均值、獲得其平方根，顯而易見(jiàn)，顯示計(jì)算是利用乘法器和運(yùn)算放大器直接進(jìn)行平方、平均值和平方根計(jì)算。平方可以使用乘法器完成，平均可以使用低通濾波器完成，開(kāi)方可以使用運(yùn)放和乘法器完成。

顯式計(jì)算法框圖如圖2所示，因?yàn)槭沁B續(xù)的模擬測(cè)量，所以選擇性能優(yōu)秀的乘法器和運(yùn)放可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)不錯(cuò)的精度和帶寬。但是因?yàn)榻?jīng)過(guò)平方器后的信號(hào)振幅范圍會(huì)變得更大，為保證后級(jí)電路能夠進(jìn)一步處理，必須限制信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，因此顯式計(jì)算方法的動(dòng)態(tài)范圍有限。例如，如果輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化范圍為20dB（1V至10V的輸入），那么平方器輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍將達(dá)到40dB（平方器輸出=1V至100V）。因此這類方法如果是單級(jí)運(yùn)算則輸入動(dòng)態(tài)范圍最大約為10:1，則最大可以實(shí)現(xiàn)20dB的動(dòng)態(tài)范圍。

圖2 顯式計(jì)算框圖

模擬測(cè)量可以連續(xù)進(jìn)行測(cè)量，給出測(cè)量結(jié)果，但是一般帶寬和精度相對(duì)較低，因?yàn)槠涫褂昧说屯V波器進(jìn)行平均運(yùn)算，如果實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，則必須使用極低的截止頻率，而截止頻率低這會(huì)導(dǎo)致測(cè)量速度非常慢。

一種更高精度、更高帶寬、更快速度的測(cè)試方法就是使用數(shù)字方法進(jìn)行測(cè)量。數(shù)字測(cè)量使用前面推導(dǎo)的數(shù)字定義的公式，將模擬信號(hào)離散化，離散過(guò)程就是ADC對(duì)模擬信號(hào)采樣的過(guò)程，如圖4所示示意了一個(gè)3位分辨率的ADC對(duì)正弦信號(hào)離散化的過(guò)程。當(dāng)采樣率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于被測(cè)信號(hào)的頻率時(shí)，即ADC的兩個(gè)采樣結(jié)果之間的時(shí)間間隔Δt非常短，這時(shí)我們可以近似認(rèn)為在Δt時(shí)間內(nèi)被測(cè)信號(hào)的值沒(méi)有變化，就是ADC的采樣值。然后我們利用真有效值的數(shù)學(xué)定義進(jìn)行運(yùn)算即可得出真有效值。對(duì)于周期信號(hào)，我們可以使用一個(gè)或者多種周期進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)于沒(méi)有明顯周期的信號(hào)，我們可以規(guī)定一定時(shí)間計(jì)算一次真有效值。

PA6000功率分析儀使用的就是這種數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)真有效值的測(cè)量，測(cè)量周期由同步源決定，具體如何決定將在同步源知識(shí)點(diǎn)講解。PA6000使用了數(shù)字方法測(cè)量，所以可以達(dá)到很高的帶寬和精度，帶寬高達(dá)1MHz，精度高達(dá)0.02%，這種精度和帶寬是模擬測(cè)量無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)最大支持10ms給出一個(gè)測(cè)量結(jié)果的速度也是模擬測(cè)量技術(shù)無(wú)法企及的一個(gè)速度。