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可获得复杂波形或脉冲真实有效电压的有效值-直流转换电路

2023-09-18 19:34:00

可获得复杂波形或脉冲真实有效电压的有效值-直流转换电路

电路的功能

测量交流电流或电压时，如果波形是正弦波，可以使用平均值整流电路或央值检波电路将其换算为有效值进行测量，但对于脉冲波形，采用普通整流方法，误差很大，不实用，为此，必须有能获得波形真实有效值的运算电路。这种电路通常由绝对值电路和积分电路组成。本电路使用了单片IC，使电路得以简化。

电路工作原则

输出电路是电阻衰减器，为了能够输入高达700V的电压，电路以1/10为单位依次衰减。

因为RMS转换的IC的满量程输出为7V，所以当输入电压小于1V时，应加前置放大器。

VR1用作全电路的增益校验。为了避免失调电压的影响，加了隔直流电容C2，输入电阻约为16K，如果FC取10HZ则C2为UF。

输出失调的调整，通过给引线9施加电压来完成。

实现RMS转换，困难的是如何确定均化电容容量，为了提高直流输出精度，可把电容量加大，以增大时间常数，但这样响应时间也跟着加长。通常，测量50HZ左右的波形，如允许误差在0.1%以内，C3的容量可取1UF以上，如允许误差为1%，C2可取0.33UF。

若希望加快响应速度；又要提高精度，可选用含有缓冲器的放大器，并加12DB/KCT的低通滤波器，使纹波有所减少，详细情况情参考AD公司的综合产品样本P6~10。

元件的选择

因输入衰减电阻R1在输入信号为700V时，消耗功率约为0.5W，考虑安全系数，选用了1W的氧化金属膜电阻。其器A1可用741型。AD536A其频带随输入信号电平而变，如允许误差为1%，V1N大于1V时，频率为100KHZ，因此，如输入信号电平较低，必须提高A1的增益。

C2用1UF无极性电容也可用两个2.2UF的钽电容同极性串联。

均化电容C1，它的一端接+VCC，因此也可用有极性的电容。

输入量程切换开关可选用合适的继电器或转换开关。

调整

没有失真的正弦波，其有效电压是峰-峰值的1/（2√2），所以0.7V=1.98VP-P，把它加在输入端，然后调节VR2，使输出为零。三角波的有效值为峰-峰值的1/2（2√3），方波是1/2，应使用函数发生器来测定输出电压的误差。真正有效值测量在噪声测量上是必不可少的。此外，本电路还可在许多方面得到应用。