跟著集成電路的迅速成長(zhǎng),連年來(lái)呈現(xiàn)了各類(lèi)真有效值 AC/DC轉(zhuǎn)換器。美國(guó)AD公司的AD736是個(gè)中很是典范的一種。
在科學(xué)實(shí)際和出產(chǎn)實(shí)踐中,會(huì)碰著大量的非正弦波。傳統(tǒng)丈量?jī)x表回收的是平均值轉(zhuǎn)換法來(lái)對(duì)其舉辦丈量,但這種要領(lǐng)存在著較大的理論誤差。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)交換信號(hào)電壓有效值的緊密丈量,并使之不受被測(cè)波形的限制,可以回收真有效值轉(zhuǎn)換技能,即不通過(guò)平均折算而是直接將交換信號(hào)的有效值按比例轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)。為了適應(yīng)現(xiàn)代電子丈量的需要,今朝丈量交換電壓真有效值(RMS)的萬(wàn)用表獲得了迅速的成長(zhǎng)。交換電壓的真有效值是通過(guò)電路對(duì)輸入交換電壓舉辦“平方→求平均值→開(kāi)平方”的運(yùn)算而獲得的。真有效值儀表的最大利益是可以或許準(zhǔn)確丈量各類(lèi)電壓波形的有效值,而不必思量被測(cè)波形的參數(shù)以及失真。
AD736是顛末激光批改的單片緊密真有效值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換器。其主要特點(diǎn)是精確度高、敏捷性好(滿(mǎn)量程為200mVRMS)、丈量速率快、頻率特性好(事情頻率范疇可達(dá)0~460kHz)、輸入阻抗高、輸出阻抗低、電源范疇寬且功耗低最大的電源事情電流為200μA.用它來(lái)丈量正弦波電壓的綜合誤差不高出±3%.
2 事情道理及管腳成果
AD736 的內(nèi)部框圖如圖1所示。它主要由輸入放大器、全波整流器、有效值單位(又稱(chēng)有效值芯子RMS CORE)、偏置電路、輸出放大器等構(gòu)成。芯片的2腳為被測(cè)信號(hào)VIN輸入端,事情時(shí),被測(cè)信號(hào)電壓加到輸入放大器的同相輸入端,而輸出電壓經(jīng)全波整流后送到RMS單位并將其轉(zhuǎn)換成代表真有效值的直流電壓,然后再通過(guò)輸出放大器的Vo端輸出。偏置電路的浸染是為芯片內(nèi)部各單位電路提供符合的偏置電壓。
AD736回收雙列直插式8腳封裝,其管腳分列如圖2所示。各管腳的成果如下:
+Vs:正電源端,電壓范疇為2.8~16.5V;
-Vs:負(fù)電源端,電壓范疇為-3.2~-16.5V;
Cc:低阻抗輸入端,用于外接低阻抗的輸入電壓(≤200mV),凡是被測(cè)電壓需經(jīng)耦合電容Cc與此端相連,凡是Cc的取值范疇為10~20μF.當(dāng)此端作為輸入端時(shí),第2腳VIN應(yīng)接到COM;
VIN:高阻抗輸入端,適合于接高阻抗輸入電壓,一般以分壓器作為輸入級(jí),分壓器的總輸入電阻可選10MΩ,以淘汰對(duì)被測(cè)電壓的分流。該端有兩種事情方法可選擇:第一種為輸出AC+DC方法。該方法將1腳(Cc)與8腳(COM)短接,其輸出電壓為效流真有效值與直流分量之和;第二種方法為AC方法。該方法是將1腳經(jīng)隔直電容Cc接至8腳,這種方法的輸出電壓為真有效值,它不包括直流分量。
COM:民眾端;
Vo:輸出端;
CF:輸出端濾波電容,一般取10μF;
CAV:平均電容。它是AD736的要害外圍元件,用于舉辦平均值運(yùn)算。其巨細(xì)將直接響應(yīng)到有效值的丈量精度,尤其在低頻時(shí)更為重要。大都環(huán)境下可選33μF.
3 典范應(yīng)用電路
AD736 有多種應(yīng)用電路形式。圖3為雙電源供電時(shí)的典范應(yīng)用電路,該電路中的+Vs與COM、-Vs與COM之間均應(yīng)并聯(lián)一只0.1μF的電容以便濾掉該電路中的高頻滋擾。Cc起隔直浸染。若按圖中虛線(xiàn)偏向?qū)?腳與8腳短接而使Cc失效,則所選擇的就是AC+DC方法;去掉短蹊徑,即為AC方法。R為限流電阻, D1、D2為雙向限幅二極管,高出壓掩護(hù)浸染,可選IN4148高速開(kāi)關(guān)二極管。
圖4為回收9V電池的供電電路。R1、R2為平衡電阻,通過(guò)它們可使VCOM=E/2=4.5V.C1、C2為電源濾波電容。上述圖3和圖4電路均為高阻抗輸入方法,適合于接高阻抗的分壓器。
圖5和圖6別離為低阻抗輸入方法時(shí),用雙電源供電和回收9V單電源供電時(shí)的典范應(yīng)用電路。
4 留意事項(xiàng)
圖7是由AD736組成的簡(jiǎn)樸RMS儀表構(gòu)成框圖。圖8是由單片機(jī)8098和AD736等芯片構(gòu)成的可丈量交直流有效值的智能化RMA儀表構(gòu)成框圖。
AD736組成的簡(jiǎn)樸RMS儀表構(gòu)成框圖
應(yīng)用AD736來(lái)建造RMS儀表時(shí),應(yīng)留意以下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)當(dāng)被測(cè)交換電壓高出200mVRMS時(shí),必需在AD736前加一級(jí)分壓器,以將被測(cè)電壓衰減到200mV以?xún)?nèi)。在回收
AD736典范電路建造RMS儀表時(shí),可在AD736的輸出端接1.0級(jí)、200mV直流毫伏表,或接3位半數(shù)字電壓表(DVM)。也可操作典范的500型萬(wàn)用表的直流電壓檔,加上AD736的典范應(yīng)用電路改制成RMS儀表,AD736應(yīng)用電路的電源可取自萬(wàn)用表內(nèi)的9V電池。
(2)若要丈量交換電流的真有效值, 10UF 35V,應(yīng)在AD736前面加一級(jí)分流器。此時(shí)應(yīng)用AD736可選圖6所示電路。
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