[发明专利]一种周期信号有效值测量电路

摘要

本发明在建立导通时间、信号频率、偏置电压和有效值之间的数学模型的基础上提供了一种周期信号有效值测量电路，包括信号调理电路、加法电路、整形电路、F/V(频率‑电压)转换电路、放大电路、三角波发生电路、PWM调制电路、定时器、右移寄存器和有效值计算电路。本发明电路工作原理为待测信号v(t)经过信号调理电路和加法电路实现高频干扰滤波、电压幅值调整功能，确保得到的信号vp(t)处于合理的范围。

主权项

1.一种周期信号有效值测量电路，其特征在于，包括信号调理电路、加法电路、整形电路、频率‑电压转换电路、放大电路、三角波发生电路、PWM调制电路、定时器、右移寄存器和有效值计算电路；所述的信号调理电路的输入端与待测信号v(t)相连，用于对v(t)进行高频干扰的滤波和信号放大或衰减系数A；所述的加法电路，与信号调理电路相连，用于将进行了滤波和调理之后的信号进行直流偏置V_DC得到信号v_p(t)；所述的整形电路的输入端与待测信号v(t)相连，用于将v(t)进行信号转换，得到频率相同的矩形波信号；所述的频率‑电压转换电路，与整形电路相连，用于将v(t)的频率转换为电压信号V_F；所述的放大电路，与频率‑电压转换电路相连，用于将频率‑电压转换电路转换后的电压信号V_F放大得到电压V_NF，满足：V_NF＝N×V_F，N为放大倍数；三角波发生电路，与放大电路相连，用于将V_NF产生频率为N×F，电压幅值VCC的对称三角波信号V_tri；PWM调制电路，与加法电路和三角波发生电路相连，用于将加法电路的输出信号v_p(t)与三角波发生电路的输出信号V_tri进行调制得到PWM信号V_PWM(t)；定时器，与PWM调制电路相连，定时器获取PWM调制电路输出信号V_PWM(t)每个周期的导通时间，第K个PWM周期，在V_PWM(t)的上升沿到来时刻，将定时器清零，并开始定时，直到V_PWM(t)的下降沿时刻，停止定时，并将定时器的定时值锁存到输出端T_out；右移寄存器，与定时器和PWM调制电路相连，在V_PWM(t)的下降沿时刻，右移寄存器内部所有数据依次向右移动更新数据，其最右边的数据丢弃，并将锁存到定时器输出端口的移入寄存器的最左边；有效值计算电路，与右移寄存器相连，读取右移寄存器N个数据和矩形波频率F，计算V_RMS，公式为：