基于AD636芯片的真有效值交流电压表的研究

文献综述

摘要： 本设计主要为实现一种四量程真有效值数字电压表。对当前真有效值测量芯片的特点进行了比较和分析，确定了采用芯片实现真有效值数字电压表。本设计应用AD636芯片作为核心，使用ICL7116驱动LCD显示,3位1/2LCD显示器显示。这种实现方法的优点是准确度高、响应速度快、测量范围广、显示直观。

关键词： 真有效值；数字电压表；AD636；电平转换

1. 真有效值数字电压表研究的背景和意义

目前，虽然一些数字式电压表和智能仪器具有真有效值的测量功能，但结构复杂，价格昂贵；而数字万用表虽然价格低廉，但大多仅能测量正弦电压的有效值，且准确度不太高，频率范围不大^[1]。

在电站测量和电网检修中，所检测的交流电压主要参数有电压有效值（V_RMS）、平均值（V ）和峰值（V_p）。其中，唯电压有效值能够反映被测量信号能量的大小，因此测量有效值要比平均值或峰值更有使用价值。

一般对有效值的测量大多是利用二极管的单项导电性，构成整流电路，如全波整流、桥式整流等将交流电整流成直流信号，再通过电容或电感滤波，最终得到的是平均值形式，根据平均值与有效值确定的系数关系，通过平均值将有效值表现出来。事实上无论全波整流还是桥式整流，它们的整流精度都不高，所转换后的有效值误差很大。原因就是它们所采用的二极管的非线性将产生相当大的误差，特别是将信号幅度小于二极管的门槛电压时，电流基本上过不去，其转换误差更为严重^[2,10]。

在真有效值数字电压表设计中，提高DVM的测量准确度、稳定性、改善线性、提高频率响应特性是关键^[3]。

1. 国内外研究概况
   1. 国内研究概况
      1. 目前有效值测量仪器与器件的发展

随着半导体器件与制造工艺的发展，有效值器件向着简单化，集成化的方向发展，从以前的仪表发展为现在的芯片，即将有效值测量的功能集成在一个芯片 内，有利于节省成本和设备的体积。例如AD公司推出的器件AD536A。比较AD536A与AD636的性能指标可以很清楚的看出，AD536A的准确度比AD636高，AD536A的带宽比AD636宽，AD636的量程范围较小，AD636的功耗较AD536A的小。因此AD536A可以应用于量程范围较小，误差要求小的领域中，但低功耗 是AD636的一大优点。AD536A和AD636这两种器件都适用于便携式测量仪器中^[4]。