[发明专利]一种交流信号有效值测量装置

摘要

本发明提供了一种交流信号有效值测量装置，包括绝对值变换电路、高频三角波发生电路、PWM信号调制电路、前端积分电路、后端积分电路、复位电路、采样保持电路、除法电路、开方电路和定时电路。本发明通过将被测信号v(t)的绝对值|v(t)|与单极性对称高频三角波信号vc(t)进行调制得到远高于v(t)频率的高频PWM信号。由于v(t)为连续信号并且vc(t)频率远高于v(t)，因而每个周期PWM信号的面积与对应PWM信号周期内的|v(t)|所形成的面积相等。与此同时，v(t)2也是连续函数，因而可以通过计算v(t)的周期T内PWM信号的平方和开方来求取v(t)的有效值。本发明计算有效值的交流信号v(t)为所有交流周期信号，即包括含直流分量和谐波分量的交流周期信号，所以本发明能有效解决待测信号含直流分量和谐波问题，适用范围更广。

主权项

1.一种交流信号有效值测量装置，其特征在于，包括绝对值变换电路、高频三角波发生电路、PWM信号调制电路、前端积分电路、后端积分电路、复位电路、采样保持电路、除法电路、开方电路和定时电路；绝对值变换电路的输入端与待测信号相连，绝对值变换电路的输出端与PWM信号调制电路的输入端相连；绝对值变换电路用于将待测信号v(t)进行绝对值变换得到|v(t)|；高频三角波发生电路的输出端与PWM信号调制电路的输入端相连；高频三角波发生电路用于产生高频三角载波vc(t)；PWM信号调制电路用于将输入的|v(t)|和v_c(t)进行PWM调制得到信号PWM信号调制电路、前端积分电路、后端积分电路与采样保持电路依次串联；前端积分电路将信号作为输入信号，对进行积分得到信号满足其中α₁为前端积分电路的积分系数，VCC为供电电压，为的时间；后端积分电路将前端积分电路的输出信号作为输入信号，对进行积分得到信号满足其中α₂为后端积分电路的积分系数；为后端积分电路在第K个信号周期的初始值；后端积分电路的输出信号作为后端的采样保持电路的输入信号；复位电路与前端积分电路和后端积分电路均相连，用于使前端积分电路和后端积分电路恢复到初始状态；定时电路包括零电压比较电路、脉冲信号发生电路和带锁存功能的定时器；零电压比较电路用于将待测信号v(t)和基准正电压δ分别接到比较器的正向输入端和反向输入端，得到比较信号vq(t)；零电压比较电路的输出端与脉冲信号发生电路相连，vq(t)触发脉冲信号发生电路得到脉冲信号vp(t)；vp(t)触发带锁存功能的定时器输出定时周期vT，连接到除法电路的除数输入端；vp(t)还与采样保持电路相连，用于触发采样保持电路；采样保持电路将后端积分电路的输出信号作为输入信号，将脉冲信号发生电路的输出信号v_p(t)的上升沿触发锁存；采样保持电路的输出信号v_H(NT)作为后面除法电路的被除数输入信号；除法电路用于实现v_H(NT)除以v_T，得到并作为开方电路的输入；开方电路用于实现对输入的信号进行开方运算，得到