Een vectorvoltmeter is een instrument dat wordt gebruikt om wisselstroom (AC) signalen te meten en te analyseren. Het geeft informatie over zowel de grootte als de fase van het signaal. In tegenstelling tot traditionele voltmeters, die alleen de amplitude (of grootte) van de spanning meten, kan een vectorvoltmeter ook de faserichting meten, waardoor er een meer uitgebreide beschrijving van de signaaleigenschappen wordt gegeven. Hier zijn enkele belangrijke kenmerken en toepassingen van een vectorvoltmeter:
Belangrijkste Kenmerken
Amplitudemeting:
Een vectorvoltmeter kan de amplitude (of grootte) van het signaal meten.
Fasemeting:
Een vectorvoltmeter kan de faserichting meten, wat het faserverschil is tussen het signaal en een referentiesignaal.
Frequentiebereik:
Vectorvoltmeters ondersteunen doorgaans een breed frequentiebereik, waardoor zowel lage-frequentie- als hoge-frequentiesignalen kunnen worden gemeten.
Meerkanaalmeting:
Veel vectorvoltmeters ondersteunen meerkanaalmetingen, waardoor de amplituden en fasen van meerdere signalen gelijktijdig kunnen worden gemeten.
Nauwkeurigheid en Resolutie:
Vectorvoltmeters bieden doorgaans hoge nauwkeurigheid en resolutie, waardoor ze geschikt zijn voor nauwkeurige metingen.
Weergave en Dataverwerking:
Vectorvoltmeters zijn doorgaans uitgerust met grafische weergaven om vectordiagrammen en andere relevante informatie visueel weer te geven. Ze bieden ook data logging en analyse mogelijkheden.
Toepassingsgebieden
Communicatiesystemen:
In draadloze en gekoppelde communicatiesystemen worden vectorvoltmeters gebruikt om de amplitude en fase van signalen te meten om de signaalintegriteit en -kwaliteit te waarborgen.
Radar Systemen:
In radarsystemen worden vectorvoltmeters gebruikt om de amplitude en fase van ontvangen signalen te meten voor doeldetectie en -volg.
Kratersystemen:
In kratersystemen worden vectorvoltmeters gebruikt om de spanning en fase in het netwerk te meten om de stabiele werking van het kraftsysteem te waarborgen.
Testen van Elektronische Apparatuur:
Bij het testen van elektronische apparaten en schakelingen worden vectorvoltmeters gebruikt om de amplitude en fase van signalen te meten om de apparaatprestaties te evalueren en fouten te diagnosticeren.
Onderzoek en Onderwijs:
In onderzoeks- en educatieve omgevingen worden vectorvoltmeters gebruikt voor onderwijs- en onderzoeksdoeleinden, waarmee studenten en onderzoekers beter de signaaleigenschappen kunnen begrijpen en analyseren.
Werkprincipe
Het werkprincipe van een vectorvoltmeter is gebaseerd op phase-locked loop (PLL) technologie en digitale signaalverwerking (DSP) technieken. Hieronder staan de basisstappen die hierbij betrokken zijn:
Signaal Invoer:
Het invoersignaal komt de vectorvoltmeter binnen via sondes of aansluitingen.
Signaal Voorbereiding:
Het invoersignaal ondergaat versterking, filtering en andere voorbewerkingen om het voor te bereiden op latere meting en analyse.
Fase- en Amplitudemeting:
Met behulp van PLL-technologie synchroniseert de vectorvoltmeter het invoersignaal met een referentiesignaal om het faserverschil te meten.
Analoge naar digitale converters (ADC's) zetten het analoge signaal om in een digitaal signaal, en digitale signaalverwerkingsalgoritmen worden gebruikt om de amplitude van het signaal te berekenen.
Resultaat Weergave:
De meetresultaten worden grafisch weergegeven, meestal in de vorm van vectordiagrammen die de amplitude en fase van het signaal tonen.
Samenvatting
Een vectorvoltmeter is een geavanceerd meetinstrument dat zowel de grootte- als fasedetails van een signaal levert. Het wordt breed toegepast in communicatie, radar, kraftsystemen, testen van elektronische apparatuur en onderzoek en onderwijs. De hoge precisie en multifunctionaliteit maken het een onmisbaar instrument in moderne elektronische metingen.
