真有效值轉換器LTC1966的原理與應用

電子設計應用2003年第5期

摘   要： 本文首先介紹了真有效值數字電壓表的基本原理，然后闡述LTC1966 TRMS／DC轉換器工作原理，最后給出由LTC1966構成的多量程真有效值數字電壓表電路。
關鍵詞： 真有效值；TRMS／DC轉換器；D-S調制器；數字電壓表

真有效值數字電壓表的基本原理
利用真有效值(TRMS)數字儀表，可以準確、實時地測量各種波形的有效值電壓，滿足現代電子測量之需要。
交流電壓有效值是按下式定義的：
       (1)
其近似公式為：      
        (2)
分析式(2)可知，借助于電路對輸入電壓u進行“平方→ 取平均值→開平方”運算，就能獲得交流電壓的有效值。因這是由有效值定義式求出的，故稱之為真有效值。目前生產的真有效值/直流轉換器(如美國ADI公司的AD636、AD736，美國LT公司的LTC1966等)，都是采用這種原理而設計的。真有效值電壓表和平均值電壓表測量典型波形的誤差比較見表1。表中波峰因數(KP)定義為峰值電壓(UP)與有效值電壓(URMS)之比。

圖1  LTC1966管腳排列及內部框圖

LTC1966工作原理
LTC1966是美國凌特公司(LT)于2002年最新推出的真有效值RMS/DC轉換器，與其他RMS/DC產品相比較，它在完成乘法／除法運算時，未采用通常的對數-反對數的計算方法，而是采用了全新的D-S計算技術。LTC1966具有簡單電路接法(只有一個外接平均CAVE)、靈活的輸入／輸出結構(差分或單端)、靈活的供電方式(2.7V~5.5V單電源，最大范圍為