Ofweek电子工程网 AC/DC 转换器 AD736 的工作原理及其应用 随着集成电路的迅速发展，近年来出现了各种真有效值 AC/DC 转换器。美 国 AD 公司的 AD736 是其中非常典型的一种。 在科学实际和生产实践中，会遇到大量的非正弦波。传统测量仪表采用的是 平均值转换法来对其进行测量，但这种方法存在着较大的理论误差。为了实现对 交流信号电压有效值的精密测量，并使之不受被测波形的限制，可以采用真有效 值转换技术，即不通过平均折算而是直接将交流信号的有效值按比例转换为直流 信号。为了适应现代电子测量的需要，目前测量交流电压真有效值(RMS)的万用 表得到了迅速的发展。交流电压的真有效值是通过电路对输入交流电压进行“平 方→求平均值→开平方”的运算而得到的。真有效值仪表的最大优点是能够精确 测量各种电压波形的有效值，而不必考虑被测波形的参数以及失真。 AD736 是经过激光修正的单片精密真有效值 AC/DC 转换器。其主要特点是准 确度高、灵敏性好(满量程为 200mVRMS)、测量速率快、频率特性好(工作频率范 围可达 0～460kHz)、输入阻抗高、输出阻抗低、电源范围宽且功耗低最大的电 源工作电流为 200μ A.用它来测量正弦波电压的综合误差不超过±3%. １ 工作原理及管脚功能 AD736 的内部框图如图 1 所示。它主要由输入放大器、全波整流器、有效值 单元(又称有效值芯子 RMS CORE)、偏置电路、输出放大器等组成。芯片的 2 脚 为被测信号 VIN 输入端，工作时，被测信号电压加到输入放大器的同相输入端， 而输出电压经全波整流后送到 RMS 单元并将其转换成代表真有效值的直流电压， 然后再通过输出放大器的 Vo 端输出。偏置电路的作用是为芯片内部各单元电路 提供合适的偏置电压。 AD736 采用双列直插式 8 脚封装，其管脚排列如图 2 所示。各管脚的功能如 下： 

Ofweek电子工程网 +Vs：正电源端，电压范围为 2.8～16.5V; -Vs：负电源端，电压范围为-3.2～-16.5V; Cc：低阻抗输入端，用于外接低阻抗的输入电压(≤200mV)，通常被测电压 需经耦合电容 Cc 与此端相连，通常 Cc 的取值范围为 10～20μ F.当此端作为输 入端时，第 2 脚 VIN 应接到 COM; VIN：高阻抗输入端，适合于接高阻抗输入电压，一般以分压器作为输入级， 分压器的总输入电阻可选 10MΩ ，以减少对被测电压的分流。该端有两种工作方 式可选择：第一种为输出 AC+DC 方式。该方式将 1 脚(Cc)与 8 脚(COM)短接，其 输出电压为效流真有效值与直流分量之和;第二种方式为 AC 方式。该方式是将 1 脚经隔直电容 Cc 接至 8 脚，这种方式的输出电压为真有效值，它不包含直流分 量。 COM：公共端; Vo：输出端; CF：输出端滤波电容，一般取 10μ F; CAV：平均电容。它是 AD736 的关键外围元件，用于进行平均值运算。其大 小将直接响应到有效值的测量精度，尤其在低频时更为重要。多数情况下可选 33μ F. 2 典型应用电路 

Ofweek电子工程网 AD736 有多种应用电路形式。图 3 为双电源供电时的典型应用电路，该电路 中的+Vs 与 COM、-Vs 与 COM 之间均应并联一只 0.1μ F 的电容以便滤掉该电路中 的高频干扰。Cc 起隔直作用。若按图中虚线方向将 1 脚与 8 脚短接而使 Cc 失效， 则所选择的就是 AC+DC 方式;去掉短路线，即为 AC 方式。R 为限流电阻， D1、 D2 为双向限幅二极管，超过压保护作用，可选 IN4148 高速开关二极管。 图 4 为采用 9V 电池的供电电路。R1、R2 为均衡电阻，通过它们可使 VCOM=E/2=4.5V.C1、C2 为电源滤波电容。上述图 3 和图 4 电路均为高阻抗输入 方式，适合于接高阻抗的分压器。 

Ofweek电子工程网 图 5 和图 6 分别为低阻抗输入方式时，用双电源供电和采用 9V 单电源供电 时的典型应用电路。 3 注意事项 图 7 是由 AD736 构成的简单 RMS 仪表组成框图。图 8 是由单片机 8098 和 AD736 等芯片组成的可测量交直流有效值的智能化 RMA 仪表组成框图。 

AD736 构成的简单 RMS 仪表组成框图 Ofweek电子工程网 应用 AD736 来制作 RMS 仪表时，应注意以下几个问题： (1)当被测交流电压超过 200mVRMS 时，必须在 AD736 前加一级分压器，以将 被测电压衰减到 200mV 以内。在采用 AD736 典型电路制作 RMS 仪表时，可在 AD736 的输出端接 1.0 级、200mV 直 流毫伏表，或接 3 位半数字电压表(DVM)。也可利用典型的 500 型万用表的直流 电压档，加上 AD736 的典型应用电路改制成 RMS 仪表，AD736 应用电路的电源可 取自万用表内的 9V 电池。 (2)若要测量交流电流的真有效值，应在 AD736 前面加一级分流器。此时应 用 AD736 可选图 6 所示电路。 (3)设计高精度真有效值 RMS 时，还应考虑被测电压的波峰因素 Kp(波峰因 数 Kp 是被测信号的峰值与真有效值之比)的影响，应仔细选择合适的 CAV.常见 的正弦波、言波、三角波和锯齿波的 Kp≤2，此时 CAV 可取 33μ F.但对于窄脉冲 或晶闸管的波形，由于 Kp>2，因此应适当增大 CAV 的容量，以延长取平均值的 时间，从而减少由 Kp>2 所引起的附加误差。