3.1 AD536A的工作原理
AD536A是将真有效值转换成直流的单片集成电路,可以连续、实时地计算输入信号的平方、平均值,且得到的直流电压值正比于输入信号的有效值RMS。
AD536A计算RMS时,首先求得绝对值(整流电路);第二步进行平方计算;第三步是平均计算,即除以反馈回来的输出电压;最后再经滤波得出结果。这里很重要的一条是要求平均的时间常数要远大于待测信号的周期,这样才能保证测试的精度。
3.2 AD536A电路分析
AD536A的典型RMS连接图如图4所示。
AD536A由以下四部分组成:
·绝对值电路(整流电路);
·平方电路和平均电路;
·电流镜电路;
·缓冲放大器电路。
AD536A的电路原理图如图5所示。
运算放大器A1、A2和晶体管Q6的B-E结及电阻R3、R4、R5、R6组成的部分是典型的求绝对值电路,该电路的主要作用是实现绝对值的电压/电流转换。
I1=(1)
运算放大器A3和晶体管Q1、Q2、Q3、Q4组成的是单象限乘法/除法(平均)电路。I1流过晶体管Q1、Q2,I3流过Q3,分别作用于Q4的发射极和基极,从而得到:
I4=I12/I32
电流I4流过低通滤波电路R1和CAV(外接电容)后又返回驱动电流镜产生I3,当时间常数R1CAV远大于待测信号的周期时,则I3就是I4的平均值。
由有效值的定义和式2 可知,I4实际上就是I1的有效值I1rms。
电压输出是由Iout产生的。从电流镜电路可知Iout=2I4即Iout=2I1rms。经过电阻R2,转换成输出电压:
Vout=IoutR2=2I1rms×R4=I1rmsR4=VIN rms3
式中, R4=50kΩ
R2=25kΩ
3.3 AD536A测量精度分析
AD536A使用极其方便,只有一个外接电容CAV。因此,求平均值时的时间常数是R1CAV。时间常数的大小是影响测量精度的主要因素。