新型求真有效值芯片AD536的应用.pdf

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1、万方数据第24卷第12期2005年12月国外电子测量技术ForeignElectronicMeasurementTechnologyVol_24，No．12Dec．，2005新型求真有效值芯片AD536的应用孥君桥秦石乔i搭书(国防科技大学光信息技术系湖南长沙410073)＼摘要：AD536作为一种新型的求有效值芯片，在数字仪表及自动控制领域有着广泛的应用。在实际应用中，对外围电路的设计必须非常谨慎，因为其直接影响到输出有效值的精度。结合理论分析计算，给出一个求有效值电路的应用实例。关键词：真有效值响应时间直流误差纹波Applicationofn

2、ewtrueRMS—to。DCconVerterAD536LiJunqiaoQinShiqiaoWangXingshu(DP∞r￡棚删fo，P^o￡ifnfh如rm日￡ion乳幽加Zogy，NUDT，C^Ⅱ”95^口，H“”“”410073，@i"n)Abstract：AsanewtrueRMS

3、_to—DCconverter，AD536iswidelyusedinthefieldofthedigitalin—strumentandauto—contr01．Inthepracticalapplication，thedesignoftheperip

4、heralcircuitmustbehighlyhandled，asitdirectlyaffectstheprecisionoftheoutput．Togetherwiththetheoreticalcal—culation，apracticaldesignoftrueRMS_to—DCconvertercircuitisgiVen．Keywords：trueRMS—to—DC，respondingtime，DCerror，ripple．0引言AD536是一种新型的求真有效值芯片，其功能方框图如图1所示。从图中可看出，其内部电路主要由四部分构成

5、：求绝对值电路、平方除法器、镜像电流源、输出缓冲放大器。其基本工作原理为：严1厂；．_V。，一A口g·l≯l(1)L⋯ⅢsJ从(1)式可知，对输入电压依次进行“取绝对值一平方／除法一取平均值”运算，就能得到交流电压的有效值。该芯片可单电源供电，供电范围从5V到36V，这种模式便于芯片在数字仪表中应用；也可以双电源供电，供电范围从±5V到±18V。另外需要注意的是AD536的频率响应特性，其与输入电压幅度有关：当输入电压幅度为10mV时，3dB带宽为90kHz；当输入电压幅度为100mV时，3dB带宽为450kHz；当输入电压幅度为1V时，3dB带

6、宽为2．3MHz。可见，为提高频率响应特性，应尽可能地提高输入电压幅度，当然不能超过满量程7Vrms。图1功能框图l应用电路分析与计算1．1标准应用电路形式AD536的标准应用电路接法如图2所示。这种电路接法较简单，只需外接一个电容CAv以确定^作者简介：李君桥(1981一)，男，国防科学技术大学光电学院光信息系03级硕士生。主要从事光电系统电路设计课题研究。帆№删＆叭k№地Ⅲ姑量害阱Ⅲ万方数据40国外电子测量技术第24卷平均值时间常数。若欲阻止信号中直流成份到输出，可在信号输入端前串接一无极性电容，串接电容与内部25kQ的输入电阻构成RC高通滤

7、波器，故低频截止于1／2丌(25000×C)Hz。当供电电源有明显纹波时，应在靠近正负电源管脚处加o．1肚F的去耦电容。图2标准应用电路接法可以这样确定C^v值的大小：对于高波峰因素的输入信号，平均值时间常数至少为10倍的信号周期。而平均值时间常数与CAy的对应关系是，每肚F的CAv值对应25ms的平均值时间。例如，当输入100Hz的脉冲信号(周期为10ms)时，平均值时间常数至少要100ms，即CAy值应至少取4肚F。设输入为一正弦信号，AD536的实际输出包含了直流误差和纹波误差。直流误差主要由平均值电容CAv决定，增大CAy值可减小输出直流

8、误差和纹波的大小，为减轻CAy的负担，减小输出纹波的大小可采用单极性输出滤波电路形式，要进一步减小纹波的大小，可采用双极性输出滤波电路形式。1．2单电源供电电路形式单电源供电电路接法如图3所示。图中Rl和R2的作用是给COM端(10脚)提供偏置电压，此电压不能低于2V，图中R1、R2为15V单电源工作下的最佳取值。因为流经COM端的电流仅为5“A，所以可以根据下式对R1、R2进行取值：T，孚罕孚一50肛A(2)p上p。。严‘1⋯图3单电源供电电路接法此取值下，既能保证COM端电压的稳定，又能使功耗最小化。C。为隔直电容，此种接法只能测交流，无法测

9、直流和变化缓慢的电压。这种电路形式因为不需要正负电压供电，所以适合在数字仪表中应用。1．3单极性输出滤波电路形式为减小输出纹波的大小，可