真有效值ac-dc芯片有哪些_真有效值ac-dc芯片详解

　　真有效值简介

　　真有效值即为“真正有效值”之意，英文缩写为“TRMS”，有的文献也称为真均方根值。

　　我们先回忆一下交流电压的有效值的表达式，它的定义如下：

　　我们对式（1）进行变换，两边平方，并令；就得到真有效值电压的另一种表达式：

　　

　　从（3）式即得，对输入电压依次进行“取绝对值→平方/除法→取平均值”运算，也能得到交流电压的有效值，而且这公式更有使用价值。举例说明：假如要测量一电压变化范围是0.1V-10V，平方后u=10mV—100V，这就要求平方器具有相当大的动态范围（10000：1），这样的平方电路误差就可能超过1mV，要平方器能输出100V的电压，技术上是难以实现的。如果使用式（3）的既便于设计电路，也能保证了准确度。因此，目前大多数的集成单片真有效值/直流转换器均采用式（3）的原理而设计。

　　真有效值仪表的的核心器件是TRMS/DC转换器。现在市场上这类单片的集成芯片很多，真有效值仪表普遍使用了这类集成电路。单片集成电路具有集成度高、功能完善，外围元件少，电路连接简单、电性能指标容易保证等诸多优点，这类芯片能准确、实时测量各种电压波形的有效值，无须考虑波形参数和失真，这些性能是平均值仪表无法比拟的。

　　真有效值ac-dc芯片_LTC1966

　　LTC1966工作原理

　　LTC1966是美国凌特公司（LT）于2002年最新推出的真有效值RMS/DC转换器，与其他RMS/DC产品相比较，它在完成乘法／除法运算时，未采用通常的对数-反对数的计算方法，而是采用了全新的D-S计算技术。LTC1966具有简单电路接法（只有一个外接平均CAVE）、灵活的输入／输出结构（差分或单端）、灵活的供电方式（2.7V~5.5V单电源，最大范围为±5.5V双电源）、高准确度（50Hz~1kHz的误差只有0.25%）、良好的线性（小于0.02%）、很宽的动态电流范围、易于校准等特性。

　　

　　LTC1966采用MSOP-8封装，管脚排列及内部框图如图1所示，各引脚功能如下： GND—地;

　　UIN1、UIN2—差分输入端1和2;

　　USS—负电源端，对地接-5.5V电源或直接接地;

　　UOUT—电压输出端。RMS平均值是通过此引脚与COM引脚之间的平均值电容CAVE来实现转换。

　　COM—输出电压返回端。输出电压的产生和该引脚的电压有关。一般COM端接地，在AC+DC输入情况下，UOUT与COM引脚之间不平衡，该引脚应对地接一小电阻; UDD—正电源端。电压范围为2.7V~5.5V; EN—使能控制端，低电平有效。

　　LTC1966内部主要包括4部分电路：D-S调制器、极性转换开关、低通滤波器（LPF）和关断控制电路。另外还包括基准电压源、电流源、二极管保护电路等。其中D-S调制器由二阶积分器与求和电路构成，用来完成除法运算（相当于除法器），它产生的一位输出信号的平均占空比与输入信号（UIN）和反馈信号（即输出信号UOUT）的比值成正比关系。

　　控制极性转换开关起乘法器的作用，它对输入信号UIN和D-S调制器的一位输出信号进行乘法运算，进而获得（UIN）2/UOUT，并依此作为芯片的输出电压UOUT，从而完成RMS-DC的转换。低通滤波器由内部电阻r和外界的平均值电容CAVE所构成，实现RMS的取平均值功能。电容CAVE可以根据输入信号的频率范围来选择，注意：为了保证转换的稳定性和较小的偏移误差，平均值电容应选择薄膜电容，比如聚酯电容，其典型值为1mF。使能控制为高电平时，关断控制电路有效，LTC1966工作在低功耗的关断状态。

　　LTC1966的典型应用电路如图2所示

　　

　　图a采用的是差分输入方式，UIN为交流信号（其峰-峰值≤1V），+5V单电源供电，CC为隔直电容，其大小与输入信号频率有关;图b采用了能关断的单端输入方式，+2.7V单电源供电，使能端可直接接CMOS电路输出。

       4、基于LTC1966的多量程真有效值数字电压表。

　　图3是由LTC1966构成的5量程3 1/2 位真有效值数字电压表的电路。

　　

　　5个ACV挡依次为200mV、2V、20 V、200 V和700V。该仪表使用LTC1966、ICL7136各一片，后者属于微功耗单片3 1/2 位A/D转换器。C 1是输入端耦合隔直电容，起隔直作用。高阻抗分压器由精密电阻R1~R5构成，总阻值为10MΩ。S1为量程开关，输入电压UIN首先被衰减成200mV以下，再经限流电阻R6接至LTC1966的第2脚。VD1、VD2为双向限幅保护二极管。仪表采用9V叠层电池供电，C4为电源滤波电容。C3是平均电容。LTC1966的输出电压直接加至ICL 7136的模拟输入端。ICI7136采用外基准，由ICL8069提供的1.2V基准电压源．通过R8、RP分压后得到基准电压UREF＝100.0 mV，基本量程为200mV。S2为测量／备用模式选择开关，常态下S2应闭合断开。断开S2时LTC1966呈备用状态，可降低功耗。

　　5、基于LTC1966的交流单相220V过欠压检测电路

　　

　　真有效值ac-dc芯片_AD8436

　　AD8436是新一代精密跨导线性、低功耗、真RMS-TO-DC转换器，可以载入多种选项。它可以精确计算RMS值交流波形的直流等效值，包括由开关模式电源供电和三端双向可控硅控制的复杂模式。其精度可满足宽阔的输入电平和温度范围。凭借最新的ADI公司技术，可确保≤±0.25%的精度以及≤10 μV的输出失调。CF ≤ 10时的波峰因数误差《0.5%。AD8436可即时计算真有效值，成本低于复杂费解的峰值法、均值法或数字解决方案。

　　它不需要编程或处理成本，4 mm × 4 mm的封装适合空间紧凑的应用。片上缓冲放大器能够提供最宽的选择范围，适合所有的RMS-TO-DC转换器，而不受成本影响。成本最低的应用只需一个外部求平均值电容。内置的高阻抗FET缓冲提供了一个接口，可用于外部衰减器、频率补偿或驱动低阻抗负载。

　　它拥有一对匹配的内部电阻，可轻松实现增益为2或更高增益配置，可用输入范围还能够扩展至更低。AD8436具有低功耗精密输入缓冲，非常适合便携式万用表和其他电池供电应用。由于消除了偏置电流，精密直流输出缓冲可提供极低的失调电压。AD8436不同于数字解决方案，它在高低幅度时性能均不会受开关电路的限制。

　　它能够响应《100 μV和》3 V的情况，扩展了动态范围，无需外部调整，并且可以适应最严苛的信号条件。AD8436采用单电源或双电源供电，电压范围为±2.4 V （4.8 V） 至±18 V （36 V）。它分为A级和B级，采用紧凑的20引脚4 mm × 4 mm芯片级封装。工作温度范围为-40℃至125℃。

　　

　　技术特性

　　即时计算真有效值精度：±10 μV ± 0.25%的读数

　　宽动态输入范围100 μV rms至3 V rms （8.5 V p-p） 满量程输入范围 采用外部调整时输入值更大

　　宽带宽：−3 dB （300 mV） 带宽为1 MHz; 1%附加误差带宽为65 kHz

　　零转换器直流输出失调

　　无残留开关产物

　　额定300 mV rms输入

　　精确转换，波峰因数高达10

　　低功耗：±2.4 V时典型值为300 µA

　　任意输入电平时均能迅速建立

　　真有效值ac-dc芯片_AD637

　　AD637可计算任何复杂波形的真均方根值。它提供集成电路均方根直流转换器前所未有的性能，精度、带宽和动态范围与分立和模块式设计相当。AD637提供波峰因数补偿方案，允许以最高为10的波峰因数测量信号，额外误差小于1%。宽带宽允许测量200 mV均方根、频率最高达600 kHz的输入信号以及1 V均方根以上、频率最高达8 MHz的输入信号。

　　与ADI公司以前的单芯片均方根转换器一样，AD637也为用户提供辅助dB输出。均方根输出信号的对数通过一个单独引脚输出，支持直接dB测量，可用范围为60 dB。用户利用外部编程的基准电流，可以选择0 dB基准电压与0.1 V至2.0 V均方根范围内的任何电平相对应。

　　不使用均方根功能时，用户借助AD637的片选连接可以将电源电流从2.2 mA降至350 μA。对于低功耗至关 重要的远程或手持式应用，利用此特性可以方便地实现精密均方根测量。此外，当AD637关断时，输出进入高阻态。这一特性还允许将多个AD637连在一起，构成一个宽带真均方根多路复用器。

　　AD637的输入电路受到保护，可以承受高于电源电平的过载电压。如果电源电压丧失，输入信号不会损坏输入端。

　　AD637在商用温度范围（0°C至70°C）内提供J和K两种精度等级，在工业温度范围（-40°C至+85°C）内提供A和B两种精度等级，在-55°C至+125°C温度范围内提供S精度等级。所有等级均提供14引脚SBDIP、14引脚CERDIP和16引脚SOIC_W密封封装。AD637可计算任何复杂交流（或交流加直流）输入波形的真均方根值、均方值或绝对值，并提供等效直流输出电压。波形的真均方根值与信号功率直接相关，因此比平均整流信号更有用。统计信号的均方根值也与信号的标准差相关。

　　AD637经过激光晶圆调整，无需外部调整便可实现额定性能。唯一需要的外部元件是一个电容，用来设置均值时间。此电容的值同时决定低频精度、纹波电平和建立时间。

　　片内缓冲放大器既可以用作输入缓冲，也可以用于有源滤波器配置。该滤波器可以用来降低交流纹波量，从而提高精度。

　　

　　AD637特性

　　高精度

　　0.02%最大非线性，0 V至2 V均方根输入

　　波峰因数为3时，附加误差0.10%

　　计算

　　真均方根值

　　平方值

　　均方值

　　绝对值

　　dB输出（60 dB范围）

　　宽带宽

　　8 MHz（2 V均方根输入）

　　600 kHz （100 mV均方根输入）

　　片选/省电特性允许

　　模拟三态工作方式

　　静态电流从2.2 mA降至350 μA

　　14引脚SBDIP、14引脚低成本CERDIP和16引脚SOIC_W封装