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模拟电路如何高效有效值直流转换

文章来源:最新采集     发布时间:2012/6/26 8:24:12  【关闭】

有效值(rm衡量交流信号的幅度。从实用角度定义,DEK机器维修厂商如何高效实现该功能。

第一种方法称为直接显式法(explicit如图1所示。输入信号首先由模拟乘法器求平方,然后采用适当的滤波器取平均值,再通过反馈环路中具有第二个平方器的运算放大器取其平方根。该电路动态范围有限,因为平方器之后的各级必需尝试处置幅度变化很大的信号。这会限制此方法,使输入最大动态范围约为10:120dB但是如果可以使用AD834之类的乘法器作为构建模块,就可以实现逊色的带宽(100MHz以上)和高精度(见图2

图1直接显式(Explicit有效值计算

图2用AD834模拟乘法器进行宽带有效值测量

图3显示采用隐式法计算信号有效值的电路。此处,输出反馈至AD734等乘法器的直接分频输入。该电路中,乘法器的输出随输入的有效值呈线性变化(而非呈平方变化)与显式电路相比,这种隐式电路明显扩大了输入的动态范围。如果输入先流过绝对值电路,VIN2/VZ电路可由电流驱动,且只需要一个象限。隐式有效值直流法的缺点在于其带宽通常小于显式计算

图3隐式(Implicit有效值计算

这种有效值电路可以采用AD734模拟乘法器构建,若使用专用的有效值直流电路则更加简单。图4显示典型单芯片有效值直流转换器AD536A 简单示意图。

图4AD536A 单芯片有效值直流转换器

该图分为四个主要部分:绝对值电路(有源整流器)平方器/除法器、电流镜,以及缓冲放大器。输入电压VIN可以为交流或直流,由绝对值电路A1A2转换为单极性电流I1I1驱动一象限平方器/除法器的一路输入,传送函数为:I4=I12/I3平方器/除法器的输出电流I4驱动电流镜,通过由R1和外接电容CA V构成的低通滤波器。如果R1CA V时间常数远远大于输入信号的最长周期,则I4可以有效取平均值。电流镜返回的电流I3等于AVG[I4]回到平方器/除法器,以完成隐式有效值计算。因此:

I4=AVG[I12/I4]=I1rm公式 1

电流镜还会发生输出电流Iout相当于2I4Iout可以直接使用,或通过R2转换为电压,然后由A4缓冲,发生低阻抗电压输出。传送函数变为:

Vout=2R2?Irm=VINrm公式2

 
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