Дизајнирање правог ефективног ефективног претварача у једносмерну струју помоћу иц ад736

Труе-РМС или ТРМС је врста претварача који претвара РМС вредност у еквивалентну једносмерну вредност. Овде у овом водичу научићемо о стварном РМС у ДЦ претварачу, како он функционише и како методе мерења могу утицати на приказане резултате.

Шта је РМС?

РМС је скраћеница од корена средњег квадрата. По дефиницији, за наизменичну електричну струју, ефективна вредност је еквивалентна једносмерном напону који даје исту количину снаге у отпорник.

Тачно РМС ИЦ АД736

ИЦ АД736 има неколико функционалних подсекција као што су улазно појачало, пун таласни исправљач (ФВР), ефективно језгро, излазно појачало и одсек пристраности. Улазно појачало је направљено са МОСФЕТ-овима, тако да је одговорно за високу импедансу ове ИЦ.

Након улазног појачала, налази се прецизни пуноталасни исправљач који је одговоран за погон РМС језгра. Основне ефективне ефективне операције квадрирања, усредњавања и квадратног корења изводе се у језгру уз помоћ екстерног кондензатора за усредњавање ЦАВ. Имајте на уму да без ЦАВ исправљени улазни сигнал путује кроз језгро непрерађен.

Коначно, излазно појачало баферира излаз из РМС језгра и омогућава опционо филтрирање нископропусних сигнала преко спољног кондензатора ЦФ, који је повезан преко повратне путање појачала.

Карактеристике ИЦ АД736

Карактеристике ИЦ су наведене у наставку
Висока улазна импеданса: 10 ^ 12 Ω
Ниска улазна струја одступања: највише 25 пА
Висока тачност: ± 0,3 мВ ± 0,3% очитавања
РМС конверзија са факторима гребена сигнала до 5
Широк опсег напајања: +2,8 В, −3,2 В до ± 16,5 В
Мала снага: 200 µА максимална струја напајања
Излаз баферног напона
Нису потребне спољне облоге за одређену тачност

Напомена: Имајте на уму да су функционални блок дијаграм, функционални опис и листа карактеристика преузети из листа са подацима и модификовани у складу са потребама.

Истинске ефективне методе мерења на једносмерну струју

Доступне су углавном три методе које ДВМ користи за мерење наизменичне струје, оне су

Труе-РМС мерење
Просечно исправљено мерење
Труе-РМС мерење АЦ + ДЦ

Труе-РМС мерење

Труе-РМС је прилично уобичајена и популарна метода за мерење динамичких сигнала свих облика и величина. У Труе-РМС мултиметру, мултиметар израчунава ефективну вредност улазног сигнала и приказује резултат. Због тога је врло тачна у поређењу са просечном исправљеном методом мерења.

Просечно исправљено мерење

У просечно исправљеном ДВМ узима просечну или средњу вредност улазног сигнала и множи је са 1,11 и приказује ефективну вредност. Дакле, можемо рећи да је то просечни исправљени РМС екран мултиметар.

Труе-РМС мерење АЦ + ДЦ

Да би се превазишле рупе у Труе-РМС мултиметру, постоји Труе-РМС АЦ + ДЦ метода мерења. Ако бисте мерили ПВМ сигнал Труе-РМС мултиметром, прочитаћете погрешну вредност. Хајде да разумемо овај метод са неким формулама и видео записом, пронађите видео на крају овог водича.

Израчун за Труе РМС претварач

РМС вредност

Формула за израчунавање ефективне вредности описана је као

Ако рачунамо рачунајући Узимајући у обзир

В (т) = Вм Син (вт) 0

Ово се своди на

Вм / (2) ^1/2

Просечна вредност

Формула за израчунавање просечне вредности описана је као

Ако рачунамо рачунајући Узимајући у обзир

В (т) = Вм Син (вт) 0

Ово се своди на

2Вм / ᴫ

Пример прорачуна Труе РМС у ДЦ претварач

Пример 1

Ако узмемо у обзир вршни напон од 1В и ставимо га у формулу за израчунавање ефективног напона који износи, ВРМС = Вм / √2 = 1 / √2 =.707В

Сада с обзиром на вршни напон од 1В и стављајући га у формулу за израчунавање просечног напона који је, ВАВЕ = 2ВМ / π = 2 * 1 / π = 2 / π = 0,637В

Према томе, у нетачном РМС ДВМ вредност је калибрирана фактором 1,11 који потиче од ВРМС / ВАВЕ = 0,707 / 637 = 1,11В

Пример 2

Сада имамо максимум до врха чистог АЦ синусног таласа од 5В и директно га доводимо у ДВМ који има истинске ефективне ефективне вредности, за то би прорачун био, ВРМС = Вм / √2 = 5 / √2 = 3,535В

Сада имамо врхунац до максималног чистог АЦ синусног таласа од 5В и директно га напајамо на ДВМ који је просечно исправљени ДВМ, да би прорачун био, ВАВЕ = 2ВМ / π = 2 * 5 / π = 10 / π = 3.183В

Сада у овом тренутку вредност приказана у просечном ДВМ није једнака РМС ДВМ-у, тако да произвођачи чврсто кодирају фактор 1.11В да би надокнадили грешку.

Тако постаје, ТАЛАС = 3,183 * 1,11 = 3,535В

Дакле, из горњих формула и примера можемо доказати како неистинити ефективни мултиметар израчунава наизменични напон.

Али ова вредност је тачна само за чисти синусни таласни облик. Тако можемо видети да су нам потребни истински РМС ДВМ-ови за правилно мерење несинусоидног таласног облика. У супротном, добићемо грешку.

Ствари које треба имати на уму

Пре израчунавања за практичну примену, треба знати неке чињенице да би се разумела тачност приликом мерења ефективних напона уз помоћ АД736 ИЦ.

Технички лист АД736 говори о два најважнија фактора која треба узети у обзир да би се израчунао проценат грешке коју ће овај ИЦ произвести током мерења РМС вредности.

Фреквенцијски одговор
Фактор гребена

Фреквенцијски одговор

Посматрајући криве на графикону, можемо приметити да фреквенцијски одзив није константан са амплитудом, али што је нижа амплитуда коју мерите на улазу ИЦ претварача, фреквентни одзив опада, а у доњим опсезима мерења око 1мв, изненада падне за неколико кХз.

Лист са подацима даје нам неке податке о овој теми које можете видети у наставку

Ограничење за тачно мерење је 1%

Дакле, можемо јасно видети да ако је улазни напон 1мв, а фреквенција 1 кХз, он већ достиже додатну ознаку грешке од 1%. Претпостављам да сада можете да разумете остале вредности.

НАПОМЕНА: Крива фреквенцијског одзива и табела преузети су из листа са подацима.

Фактор гребена

Једноставно речено, фактор гребена је однос вршне вредности подељене са ефективном вредношћу.

Фактор гребена = ВПК / ВРМС

На пример, ако узмемо у обзир чисти синусни талас амплитуде

ВРМС = 10В

Максимални радни напон постаје

ВПК = ВРМС * √2 = 10 * 1,414 = 14,14

То јасно можете видети на доњој слици преузетој са википедије

Табела доле из табеле са подацима говори нам да ако је израчунати фактор гребена између 1 и 3, можемо очекивати додатну грешку од 0,7%, у супротном морамо узети у обзир 2,5% додатне грешке која је тачна за ПВМ сигнал.

Шема за прави РМС претварач помоћу ИЦ АД736

Шема у наставку за РМС претварач преузета је из техничког листа и измењена према нашим потребама.

Компоненте потребне

Сл.бр.	Делови	Тип	Количина
1	АД736	ИЦ	1
2	100К	Отпорник	2
3	10уФ	Кондензатор	2
4	100уФ	Кондензатор	2
5	33уФ	Кондензатор	1
6	9В	Батерија	1
7	Жица са једним мерачем	Општи	8
8	Трансформатор	0 - 4,5 В	1
9	Ардуино Нано	Општи	1
10	Бреадбоард	Општи	1

Прави ефективни ефективни претварач у једносмерну струју - Практични прорачуни и испитивање

За демонстрацију се користи следећи апарат

Мецо 108Б + ТРМС мултиметар
Мецо 450Б + ТРМС мултиметар
Хантек 6022БЕ осцилоскоп

Као што је приказано на шеми, користи се улазни пригушивач који је у основи склоп за поделу напона за пригушивање улазног сигнала АД736 ИЦ, јер је улазни напон ове ИЦ у пуној скали МАКС 200мВ.

Сад кад имамо јасне неке основне чињенице о колу, започнимо прорачуне за практично коло.

РМС прорачуни за синусни талас АЦ 50Хз

Напон трансформатора: 5.481В ефективно ефективно, 50Хз

Вредност отпорника Р1: 50,45К

Вредност отпорника Р1: 220Р

Улазни напон трансформатора

Сада ако ове вредности ставимо у мрежни калкулатор дјелитеља напона и израчунамо, добићемо излазни напон од 0,02355В ИЛИ 23,55мВ

Сада се јасно могу видети улаз и излаз кола.

На десној страни, мултиметар Мецо 108Б + ТРМС приказује улазни напон. То је излаз круга делитеља напона.

На левој страни, мултиметар Мецо 450Б + ТРМС приказује излазни напон. То је излазни напон из АД736 ИЦ.

Сада можете да видите да су горњи теоријски прорачун и оба резултата мултиметра блиски, тако да за чисти синусни талас то потврђује теорију.

Грешка мерења у резултатима мултиметра је због њихове толеранције и ради демонстрације, користим мрежни улаз од 230 В наизменичне струје, који се временом врло брзо мења.

Ако сумњате, можете увећати слику и видети да је мултиметар Мецо 108Б + ТРМС у режиму наизменичне струје, а мултиметар Мецо 450Б + ТРМС у режиму једносмерне струје.

У овом тренутку нисам се потрудио да користим свој осцилоскоп хантек 6022БЛ, јер је осцилоскоп прилично бескористан и приказује буку само на овим нисконапонским нивоима.

Прорачуни за ПВМ сигнал

За демонстрацију, ПВМ сигнал се генерише уз помоћ Ардуина. Напон плоче Ардуино је 4,956 В, а фреквенција је скоро 1 кХз.

Максимални напон Ардуино плоче: 4.956В, 989.3Хз

Вредност отпорника Р1: 50,75К

Вредност отпорника Р1: 220Р

Улазни напон на Ардуино плочи

Сада ове вредности ставите у мрежни калкулатор дјелитеља напона и израчунајте, добићемо излазни напон од 0,02141В ИЛИ 21,41мВ.

Ово је врхунац напон улазни ПВМ сигнала и да пронађе РМС напон, морамо да га једноставно дели са √2 тако обрачун постаје

ВРМС = Вм / √2 = 0,02141 / √2 = 0,01514В или 15,14мВ

У теорији, Труе-РМС мултиметар лако ће моћи да израчуна ову теоретски израчунату вредност, зар не?

У ДЦ моду

У АЦ режиму

Трансформатор на слици седи тамо и не ради ништа. Уз то, видите да сам врло лења особа.

Па, у чему је проблем?

Пре него што неко скочи и каже да смо прорачуне направили погрешно, рећи ћу вам да смо прорачуне направили како треба, а проблем је у мултиметрима.

У једносмерном режиму мултиметар једноставно узима просек улазног сигнала који можемо израчунати.

Дакле, улазни напон је 0,02141В и да би се добио просечни напон, он једноставно помножи вредност са 0,5.

Дакле, прорачун постаје, ВАВЕ = 0,02141 * 0,5 = 0,010705В или 10,70мВ

И то је оно што добијамо на мултиметарском дисплеју.

У АЦ режиму, улазни кондензатор мултиметра блокира једносмерне компоненте улазног сигнала, тако да прорачун постаје прилично исти.

Сад као што то јасно можете видети, у овој ситуацији оба очитавања су апсолутно погрешна. Дакле, не можете веровати дисплеју мултиметра. Због тога постоје мултиметри са Труе РМС АЦ + ДЦ могућностима који могу лако тачно измерити ову врсту таласних облика. На пример, ектецх 570А је мултиметар са Труе РМС АЦ + ДЦ могућностима.

АД736 је нека врста ИЦ који се користи за мерење ове врсте улазних сигнала прецизно. Слика испод је доказ теорије.

Сада смо израчунали да је ефективни напон 15,14мВ. Али мултиметар показује 15.313мВ, јер нисмо узели у обзир фактор гребена и фреквенцијски одзив АД736 ИЦ.

Како смо израчунали фактор гребена, он износи 0,7% од израчунате вредности, па ако рачунамо, он се своди на 0,00010598 или 0,10598мВ

Тако, Воут = 15,14 + 0,10598 = 15,2459 мВ

Или

Воут = 15,14 - 0,10598 = 15,0340мВ

Дакле, вредност коју приказује мултиметар Мецо 450Б + очигледно је унутар опсега грешке од 0,7%

Ардуино код за генерисање ПВМ-а

Готово да сам заборавио да напоменем да сам овај Ардуино код користио за генерисање ПВМ сигнала са 50% радног циклуса.

инт ОУТ_ПИН = 2; // квадратни талас са 50% радног циклуса воид сетуп () {пинМоде (ОУТ_ПИН, ОУТПУТ); // дефинирање пин-а као излаз} воид лооп () {/ * * ако претворимо 500 микросекунди у секунде добићемо 0.0005С * сада ако га ставимо у формулу Ф = 1 / Т * добићемо Ф = 1 / 0.0005 = 2000 * пин је укључен за 500 уС и искључен за 500 ус тако да * фреквенција постаје Ф = 2000/2 = 1000Хз или 1Кхз * * / дигиталВрите (ОУТ_ПИН, ХИГХ); делаиМицросецондс (500); дигиталВрите (ОУТ_ПИН, ЛОВ); делаиМицросецондс (500); }

Овде можете сазнати више о генерисању ПВМ-а помоћу Ардуина.

Превентивне мере

АД736 Истински ефективни ефективни ефекат у једносмерну струју претварача је убедљиво најскупља 8-ПИН ПДИП ИЦ са којом сам радио.

Након што сам потпуно уништио један са ЕСД-ом, предузео сам одговарајуће мере предострожности и везао се за земљу.

Побољшања кола

За демонстрацију сам направио круг у безлемљеној плочи, што се апсолутно не препоручује. Због тога се грешка мерења повећава након одређеног фреквенцијског опсега. Ово коло је потребно правилно ПЦБ са правилним а плане катран-тла како би се правилно ради.

Примене Труе РМС у ДЦ претварач

Користи се у

Волтметри и мултиметри високе прецизности.
Високо прецизно несинусоидно мерење напона.

Надам се да вам се свидео овај чланак и да сте из њега научили нешто ново. Ако сумњате, можете питати у коментарима испод или можете користити наше форуме за детаљну дискусију.

Детаљан видео снимак који приказује комплетан поступак израчунавања дат је у наставку.