一种高速交流信号有效值测量方法

本文以真有效值测量芯片AD736为核心，利用数控滑动变阻器AD5204设计了非常密集且分布均匀的档位，辅之以快速档位确定算法，使得AD736总是工作在响应比较快的状态，在保证精确性的同时提升了仪表的响应速度。

引言

在科研和生产实践中，存在大量需要快速对非正弦信号有效值进行测量的场合。使用平均值代替有效值的方法，会随着被测信号波峰因数的增加而引入大的误差。利用集成有效值测量芯片AD736虽然能够对任何波峰因数小于5、频率小于100kHz(1%误差)信号进行精确测量，但是由于缺乏对其工作状态的控制，响应速度不能有效保证，限制了其在高速测量仪表上的应用。本文通过密集档位的设计，不但能够对AD736的工作状态加以有效控制，而且可以对整个仪表的响应时间进行准确计算，有利于制造高速可靠的有效值测量仪表。

模块设计

硬件电路设计

系统结构如图1所示。

前置信号调理电路用于把被测信号转换为后级可以接受的形式和强度，仪表的量程由这部分决定。当需要改变量程时，仅对这部分进行修改即可。可调放大器完成改变仪表档位的功能。信号经集成RMS-to-DC芯片AD736后由AD采样送至单片机，后者根据估值换挡算法操作可调放大器，并接收这种调节效果(反馈)。根据反馈再次调节，如此循环工作实现对被测信号的跟踪测量。

AD736的最优工作区

AD736的测量精度虽高，但是响应速度却大大受到外围器件配置和输入信号有效值的影响，如图2所示。