### 基于AD637高精度真有效值数字电压表的设计 #### 概述 在现代电子测量技术中，数字电压表作为一种常见的测量工具，广泛应用于科研、生产和教学等多个领域。它不仅可以提高测试效率，还能确保测量结果的准确性与稳定性。本文将详细介绍一种改进的AD637芯片外围电路设计以及由ICL7135作为模数转换器的显示电路设计方法，旨在提供一种高精度、频率范围宽的可调式工频数字电压表设计方案。 #### AD637芯片简介 AD637是一款高性能的真有效值检测集成电路，能够对交流或直流信号进行准确的真有效值转换。该芯片具有高精度、低功耗等特点，并且能够在较宽的频率范围内保持良好的性能。在实际应用中，AD637通常用于各种精密测量仪器中，如数字多用表、功率分析仪等。 #### 设计方案 为了实现更高精度的测量效果，本设计对AD637的外围电路进行了优化。具体包括以下几个方面： 1. **电源供电方案**：考虑到AD637的工作电压范围（±2.5V至±18V），本设计采用±12V双电源供电方式，确保芯片能够稳定工作在最佳状态。 2. **信号输入端处理**：为了减小信号源内阻对测量结果的影响，在AD637的输入端增加了缓冲放大器，从而提高了整个系统的输入阻抗。 3. **真有效值到直流转换电路**：通过精心设计的RC滤波网络，将AD637输出的交流信号转换成稳定的直流信号，以便后续处理。 4. **温度补偿电路**：由于环境温度的变化可能会影响测量精度，因此引入了温度补偿电路来校正这种影响。这主要通过使用热敏电阻来监测温度变化，并通过软件算法进行动态补偿。 #### 显示电路设计 显示电路是整个系统的重要组成部分之一，它直接关系到用户能否清晰地读取测量结果。本设计选用ICL7135作为模数转换器，其特点如下： 1. **模数转换器选择**：ICL7135是一款高性能的12位逐次逼近型模数转换器，具有快速转换速度和较低的噪声水平。它非常适合用于需要高精度和快速响应的应用场景。 2. **接口电路设计**：为了实现与主控单元之间的数据通信，本设计采用了并行接口方式。ICL7135通过一组数据线将转换后的数字信号输出给主控单元，再由主控单元处理后显示在液晶屏上。 3. **显示驱动电路**：利用液晶显示屏作为最终显示设备，通过适当的驱动电路控制液晶屏上的字符显示。此外，还可以根据需要添加背光控制功能，以适应不同的使用环境。 #### 测试与验证 完成硬件设计之后，还需要进行一系列的测试来验证设计方案的有效性。主要包括以下几项测试： 1. **精度测试**：通过对比标准信号源输出的已知电压值与数字电压表的实际读数，评估系统的测量精度。 2. **稳定性测试**：在长时间连续工作的情况下，观察系统的输出是否稳定可靠。 3. **频率响应测试**：改变输入信号的频率，测试数字电压表在整个工作频率范围内的一致性和准确性。 4. **环境适应性测试**：模拟不同温度和湿度条件下的工作环境，评估系统在恶劣条件下的表现。 #### 结论 通过上述改进措施和技术手段，本设计成功实现了基于AD637芯片的高精度真有效值数字电压表。该设备不仅具备较宽的工作频率范围，而且在精度、稳定性和环境适应性等方面都表现出色。此外，通过合理选择外围电路元件及参数，进一步提升了系统的整体性能。未来，随着电子技术的不断发展，这类高精度测量设备将在更多领域发挥重要作用。

在电子工程领域，有效值检测是一项重要的技术，用于测量交流信号的真实功率或等效直流值。AD637是一款专门用于有效值检测的集成电路，它能够精确地转换非正弦波形的交流信号为对应的直流电压，从而实现有效值的测量。在本主题中，我们将深入探讨AD637的工作原理、电路设计以及如何利用它来实现有效值检测。 AD637集成电路是一个集成的热电偶检测器和有效值转换器，特别适用于电力系统、音频电路以及任何需要测量非正弦波信号有效值的应用。它内部包含了精密的运算放大器、乘法器和积分器，可以处理宽范围的频率输入，并且对温度漂移有很好的抑制能力。 有效值检测的核心在于将交流信号转换为等效的直流信号，而AD637正是为此目的设计的。它的工作原理基于热电偶的测温原理，通过将交流信号转换为热能，然后由热敏电阻转换为电信号，再经过电路处理，最终输出与交流信号有效值成正比的直流电压。 电路设计通常包括以下几个步骤： 1. **输入信号调理**：确保输入信号的幅值和阻抗匹配AD637的要求，可能需要前置放大器或者阻抗匹配网络。 2. **信号转换**：AD637的输入端会将交流信号转换为热能，通过内置的热敏电阻产生一个与输入信号功率成比例的温度变化。 3. **积分过程**：热敏电阻的温度变化被转换为电信号，通过积分器进行积分，这个过程模拟了热电偶的温度-电压特性，积分的结果是一个与输入信号有效值成正比的电压。 4. **直流放大**：积分后的电压经过放大器放大，以得到适合后续应用的电压水平。 5. **输出调整**：根据实际需求，可能还需要对输出电压进行偏置调整或增益调整，以确保测量结果准确无误。 在实际应用中，AD637可以与其他元件配合，例如滤波器，以提高测量的稳定性和精度。此外，需要注意的是，由于AD637设计用于低频应用，对于高频信号可能需要额外的考虑，如高频衰减或阻抗匹配。 总结来说，AD637集成电路是有效值检测的重要工具，其设计原理和电路实现是电子工程师必须掌握的知识点。理解AD637的工作机制并能正确地设计和应用相关电路，对于解决实际问题，特别是在电力测量、音频分析等领域具有重要意义。通过深入研究提供的AD637相关资料，我们可以进一步提升在有效值检测方面的技能和经验。

基于vhdl在quartusii上的设计，通过实验板检测。

单片机实现在数码管上显示交流电压、交流电流有效值，有功功率，无功功率和功率因数等功能

AD637是一个完整的，高精度的单片有效值直流转换器，可以计算任何复杂波形的真正有效值。它提供的性能是前所未有的集成电路有效值到直流转换器和可比拟的离散和模块化技术的精度，带宽和动态范围。AD637中的波峰因子补偿方案允许对波峰因子高达10的信号进行测量，而附加误差小于1% 。AD637的宽频带宽度允许测量高达600千赫的信号，其输入为200毫伏有效值，当输入电平高于1伏有效值时，可测量高达8兆赫的信号。 仿真实现了任何波形的有效值测量。 感兴趣的小伙伴可以了解一下

AD536真有效值转换芯片

根据所学知识按要求完成简易电阻、电容和电感测试仪的设计任务。

方便设计AD637的电路，有详细说明，对比以前的电路，此电路精确度较高

1 概述 　　在科学实际和生产实践中，会遇到大量的非正弦波。传统测量仪表采用的是平均值转换法来对其进行测量，但这种方法存在着较大的理论误差。为了实现对交流信号电压有效值的精密测量，并使之不受被测波形的限制，可以采用真有效值转换技术，即不通过平均折算而是直接将交流信号的有效值按比例转换为直流信号。为了适应现代电子测量的需要，目前测量交流电压真有效值（RMS）的万用表得到了迅速的发展。交流电压的真有效值是通过电路对输入交流电压进行“平方→求平均值→开平方”的运算而得到的。真有效值仪表的最大优点是能够精确测量各种电压波形的有效值，而不必考虑被测波形的参数以及失真。随着集成电路的迅速发展，近年来出

为了准确定位电压暂降扰动和精确测量暂降幅值, 提出了一种将新型Teager能量算子(NTEO)和有效值算法结合进行暂降检测的新方法。通过引入分辨率参数i对Teager能量算子（TEO）进行改善, 得到抗噪性能更优越的NTEO算法, 利用NTEO算法定位电压暂降扰动起止时刻, 并采用有效值（RMS）方法对所定位的暂降进行幅值测量。仿真结果表明, 该算法与小波变换相比实时性更强, 并弥补了TEO抗噪性能较差和RMS方法不能准确定位扰动的不足, 能够快速、准确地检测到电压暂降。