随着信号处理与计算机技术的发展,人类社会进入数字化时代。功率分析仪作为数字化时代的产物,结合功率计和计算机技术,实现了电压、电流、功率、谐波等信号的测量,在电子工业的各个领域有着举重若轻的地位。我国功率分析仪的技术研究虽已逐步成熟,但在市场化、产品化等方面仍有所欠缺,投放市场难以发挥其功效。要实现功率分析仪的市场化、产品化,需围绕实用性、稳定性、经济性和扩展性等方面设计相关功能。为此,本文研究了功率分析仪产品化过程中如下关键技术,提出了合理解决方案,并完成了相关技术的设计与实现:1.电压、电流通道自动校准。本文分析了电压电流测量中的误差来源,针对通道偏置误差与通道增益误差设计了偏置校准与增益校准流程,实现了电压电流的高精度测量。2.功率量校准。功率量的精度取决于电压电流本身的精度以及二者的相位测量精度,本文分析了硬件电路、ADC、电流传感器产生的相位误差。设计了脉冲比较法、时钟芯片同步法实现硬件电路和ADC采样中相位误差的校准;对于电流传感器产生的相位误差通过不同方案建立了相位-频率特性曲线,对不同频率信号进行动态补偿,最终实现了功率量的精确测量。3.功率分析仪嵌入式系统定制。为了降低功率分析仪的配置要求,优化操作系统,本文基于ICE工具完成了WES 7系统的内核层与应用层定制,以增强系统性能、减少资源消耗。同时设计了注册表保护和启动外壳定制等嵌入式功能,并结合EWF与FBWF技术设计了不影响系统软件功能的写入保护流程,保证了系统的安全性与稳定性。4.功率分析仪软件系统升级。本文设计了软件系统USB离线更新程序与在线联网更新程序,实现了不同场景下的系统升级。同时设计了FPGA固件的USB升级程序,实现了FPGA固件升级功能。5.功能测试与验证。对电压电流通道、功率量校准前后进行测试,电压电流通道校准后测量精度达0.02%量程+0.01%读数,功率量校准后测量精度达0.05%量程。对定制版系统进行基本功能、写入保护、软件升级、固件升级功能测试,均满足预期要求。