AC-DC转换器AD736在RMS仪表电路中的设计

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。 在电子测量领域，真有效值（RMS，Root Mean Square）转换技术对于精确测量非正弦波形的交流电压至关重要。传统的平均值转换方法在处理非正弦波时会产生显著的理论误差，而真有效值转换则能直接将交流信号转换为与其有效值成比例的直流信号，从而提供更准确的测量结果。AD736是一款专为此目的设计的集成电路，它是一种经过激光修正的精密真有效值转换器，适用于各种RMS仪表电路。 AD736的工作原理包括多个内部组件，如输入放大器、全波整流器、有效值单元（RMS CORE）、偏置电路和输出放大器。信号通过2脚输入，经过输入放大器和全波整流器处理后，进入RMS单元转化为直流电压，最后通过输出放大器输出。偏置电路确保了芯片内部电路正常工作所需的电压。AD736采用8脚DIP封装，各管脚功能明确，例如+Vs和-Vs为电源端，Cc用于接入低阻抗输入，VIN则用于高阻抗输入，COM为公共端，Vo为输出端，CF为输出滤波电容，而CAV是决定测量精度的关键外围元件，用于平均值运算。 AD736的应用电路多样，包括双电源供电和单电源供电方案。在高阻抗输入方式下，可以采用分压器将被测电压降低至适合的范围，同时使用限流电阻和双向限幅二极管进行保护。而对于低阻抗输入，需要直接连接到信号源，可能需要额外的电路调整以适应不同类型的信号。 在设计基于AD736的RMS仪表时，有几个关键点需要注意。如果被测电压超过200mV RMS，应使用分压器进行衰减。测量交流电流时，需要在AD736前加装分流器。为了获得高精度，必须考虑被测电压的波峰因素Kp，以选择合适的CAV容量。对于不同波形，如正弦波、方波、三角波和锯齿波，Kp值不同，因此CAV的选取应确保足够的平均时间，减少因Kp过大引起的误差。 AD736作为真有效值转换器，在RMS仪表设计中扮演着核心角色，能够处理各种非正弦波形的交流信号，提供精确的直流输出，且其应用电路灵活，可以根据实际需求进行调整，以满足不同的测量和精度要求。在实际应用中，注意电路设计的细节和参数匹配，可以有效地提高测量系统的性能和准确性。