可獲得複雜波形或脈衝真實有效電壓的有效值-直流轉換電路

2020-11-26 電子產品世界

電路的功能

測量交流電流或電壓時，如果波形是正弦波，可以使用平均值整流電路或央值檢波電路將其換算為有效值進行測量，但對於脈衝波形，採用普通整流方法，誤差很大，不實用，為此，必須有能獲得波形真實有效值的運算電路。這種電路通常由絕對值電路和積分電路組成。本電路使用了單片IC，使電路得以簡化。

電路工作原則

輸出電路是電阻衰減器，為了能夠輸入高達700V的電壓，電路以1/10為單位依次衰減。

因為RMS轉換的IC的滿量程輸出為7V，所以當輸入電壓小於1V時，應加前置放大器。

VR1用作全電路的增益校驗。為了避免失調電壓的影響，加了隔直流電容C2，輸入電阻約為16K，如果FC取10HZ則C2為UF。

輸出失調的調整，通過給引線9施加電壓來完成。

實現RMS轉換，困難的是如何確定均化電容容量，為了提高直流輸出精度，可把電容量加大，以增大時間常數，但這樣響應時間也跟著加長。通常，測量50HZ左右的波形，如允許誤差在0.1%以內，C3的容量可取1UF以上，如允許誤差為1%，C2可取0.33UF。

若希望加快響應速度；又要提高精度，可選用含有緩衝器的放大器，並加12DB/KCT的低通濾波器，使紋波有所減少，詳細情況情參考AD公司的綜合產品樣本P6~10。

元件的選擇

因輸入衰減電阻R1在輸入信號為700V時，消耗功率約為0.5W，考慮安全係數，選用了1W的氧化金屬膜電阻。其器A1可用741型。AD536A其頻帶隨輸入信號電平而變，如允許誤差為1%，V1N大於1V時，頻率為100KHZ，因此，如輸入信號電平較低，必須提高A1的增益。

C2用1UF無極性電容也可用兩個2.2UF的鉭電容同極性串聯。

均化電容C1，它的一端接+VCC，因此也可用有極性的電容。

輸入量程切換開關可選用合適的繼電器或轉換開關。

調整

沒有失真的正弦波，其有效電壓是峰-峰值的1/（2√2），所以0.7V=1.98VP-P，把它加在輸入端，然後調節VR2，使輸出為零。三角波的有效值為峰-峰值的1/2（2√3），方波是1/2，應使用函數發生器來測定輸出電壓的誤差。真正有效值測量在噪聲測量上是必不可少的。此外，本電路還可在許多方面得到應用。

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