[发明专利]一种交流信号有效值及频率转换装置

说明书

本发明公开了一种交流信号有效值及频率转换装置，包括电压传感器、电压采集电路、频率采集电路及处理单元，电压采集电路包括均方根‑直流转换器及AD转换器，均方根‑直流转换器的输出端与AD转换器的输入端连接；由均方根‑直流转换器将输入的交流信号转化成直流信号输出，直流输出的大小等于交流或波动直流输入的均方根值，并通过AD转换器可采集，该直流信号为输入交流信号的有效值。利用电压传感器、比较器、计数器及辅助电路完成交流电频率的采集，通过配置频率采集电路中分频器的A、B、C、D、E管脚的值可实现不同频率的采集。

技术领域

本发明属于测试设备技术领域，具体涉及一种交流信号有效值及频率转换装置。

背景技术

交流电信号采集广泛应用于工业技术领域的各个方面，在测试设备中经常需要对交流电信号进行测试，获得交流电信号的电压和频率，进而用以判断被测设备的工作状态。如果将万用表或频率计嵌入产品中，体积无法满足要求，且成本高。且现某一具体的万用表或者频率计只能测量某一路电信号的电压或频率，通用性差。另外，若需要同时采集多路信号，万用表和频率计接线复杂，且不能对采集的原始数据进行处理，需要手动计算才能得到有效值和频率。

发明内容

本发明提供了一种交流信号有效值及频率转换装置，可方便嵌入有需求的设备中，采集高压交流信号的电压和频率。

为达到上述目的，本发明一种交流信号有效值及频率转换装置，包括电压传感器、电压采集电路、频率采集电路及处理单元，电压采集电路包括均方根-直流转换器和AD转换器，所述的均方根-直流转换器输入与电压传感器的输出端连接，所述均方根-直流转换器的输出端与AD转换器的输入端连接；所示频率采集电路包括比较器、计数器、分频器和总线缓存器，比较器的输入端与电压传感器的输出端连接，输出端与计数器的输入端连接，计数器的输出端与总线缓存器连接，分频器的输出端与计数器的输入端连接；AD转换器和总线缓存器的输出端均与处理单元的输入端连接。

进一步的，分频器输出的方波信号作为计数器的门槛输入，比较器的输入引脚与电压传感器的输出连接，分频器输出的周期方波信号作为与门的一个输入，比较器的输出端和与门的另一个输入端连接，与门的输出端与计数器的输入脉冲管脚相连；计数器在满足要求的门槛电平内计数，由门槛电压的边沿信号将计数器的输出保存在总线缓存器内，供处理单元读取；分频器的输出与处理单元的中断连接，用于告知处理单元读取数据的时间点。

进一步的，均方根-直流转换器采用的芯片型号为AD637。

进一步的，均方根-直流转换器的芯片的out引脚和Cav引脚之间连接有用于设置平均时间常数的调节电容CAV1。

进一步的，电压传感器输出端与输入端隔离。

进一步的，比较器为过零比较器。

进一步的，分频器的输入端连接有晶振。

进一步的，分频器的输出通过输入端A管脚、B管脚、C管脚、D管脚和E管脚设置，A管脚、B管脚、C管脚、D管脚和E管脚的值由处理单元配置。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

本发明所述的装置，由均方根-直流转换器将输入的交流信号转化成直流信号输出，直流输出的大小等于交流或波动直流输入的均方根值，并通过AD转换器可采集，该直流信号为输入交流信号的有效值。利用电压传感器、比较器、计数器及辅助电路完成交流电频率的采集，通过配置频率采集电路中分频器的A、B、C、D、E管脚的值可实现不同频率的采集。

进一步的，所采用的器件及芯片均为常用芯片，采购方便，成本低廉，有效值采集在精度与速度的平衡中可通过配置电路来实现，可根据实际需求选择较高的采样速率或者较高精度，使用方便。该转换装置可实时采集并更新交流信号的有效值及频率，可嵌入产品内部。