原创真有效值转换器LTC1966的原理与应用

 2008-6-28 14:28  1742 4 4 分类: 工程师职场

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来实现转换的。转换值由下式给出：
(4)
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；
—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：
(5)
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。

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