一種高速交流信號(hào)有效值測(cè)量方法

　　本文以真有效值測(cè)量芯片AD736為核心，利用數(shù)控滑動(dòng)變阻器AD5204設(shè)計(jì)了非常密集且分布均勻的檔位，輔之以快速檔位確定算法，使得AD736總是工作在響應(yīng)比較快的狀態(tài)，在保證精確性的同時(shí)提升了儀表的響應(yīng)速度。

　　引言

　　在科研和生產(chǎn)實(shí)踐中，存在大量需要快速對(duì)非正弦信號(hào)有效值進(jìn)行測(cè)量的場(chǎng)合。使用平均值代替有效值的方法，會(huì)隨著被測(cè)信號(hào)波峰因數(shù)的增加而引入大的誤差。利用集成有效值測(cè)量芯片AD736雖然能夠?qū)θ魏尾ǚ逡驍?shù)小于5、頻率小于100kHz(1%誤差)信號(hào)進(jìn)行精確測(cè)量，但是由于缺乏對(duì)其工作狀態(tài)的控制，響應(yīng)速度不能有效保證，限制了其在高速測(cè)量?jī)x表上的應(yīng)用。本文通過(guò)密集檔位的設(shè)計(jì)，不但能夠?qū)D736的工作狀態(tài)加以有效控制，而且可以對(duì)整個(gè)儀表的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，有利于制造高速可靠的有效值測(cè)量?jī)x表。

　　模塊設(shè)計(jì)

　　硬件電路設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　前置信號(hào)調(diào)理電路用于把被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為后級(jí)可以接受的形式和強(qiáng)度，儀表的量程由這部分決定。當(dāng)需要改變量程時(shí)，僅對(duì)這部分進(jìn)行修改即可。可調(diào)放大器完成改變儀表檔位的功能。信號(hào)經(jīng)集成RMS-to-DC芯片AD736后由AD采樣送至單片機(jī)，后者根據(jù)估值換擋算法操作可調(diào)放大器，并接收這種調(diào)節(jié)效果(反饋)。根據(jù)反饋再次調(diào)節(jié)，如此循環(huán)工作實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)信號(hào)的跟蹤測(cè)量。

　　AD736的最優(yōu)工作區(qū)

　　AD736的測(cè)量精度雖高，但是響應(yīng)速度卻大大受到外圍器件配置和輸入信號(hào)有效值的影響，如圖2所示。