有效值测量电路
对50HZ正弦交流信号有效值的测量_单片机
目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................................. I I1.软件介绍 (1)2.设计任务 (3)2.1设计要求 (3)2.2理论分析 (3)3硬件电路设计 (4)3.1有效值测量模块 (4)3.2 A/D转换模块 (6)3.3单片机控制模块 (7)2.4显示模块 (8)3.5总体电路设计 (9)4程序设计 (10)4.1程序框图 (10)4.2源程序 (11)5软件仿真 (16)6心得体会 (18)参考文献 (19)摘要在实际使用中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。
有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。
本次课程设计以STC89C51单片机为控制核心，利用有效值测量芯片AD736对正弦交流信号的有效值进行测量，测量结果由放大器放大，经TLC549芯片A/D 转换后，由单片机控制LCD液晶显示器显示有效值。
关键字：有效值、AD736、TLC549AbstractIn actual use, the RMS is the most widely used parameters, voltage meter in addition to the special situation, almost all is according to the set of sinusoidal RMS. The cause of the valid values being widely applied, on the one hand, because it is directly reflect the size of the ac signal energy, for the study power, noise, distortion, frequency spectrum purity, energy conversion and so on is very important; On the other hand, it has a very simple superposition nature, extremely convenient to calculate.This course design with the STC89C51 microcontroller as the core, using RMS measurement chip AD736 of sinusoidal ac signal effective value measure, the measured results by the amplifier amplification, after eight bits A/D conversion chip, the LCD display RMS was controlled by single chip microcomputer.Keywords: current effective value, AD736, TLC5491.软件介绍Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。
求交流电有效值的方法
求交流电有效值的方法
交流电的有效值是根据电流的热效应规定的。
在求交流电的有效值时，通常采用以下几种方法：
直接计算法：对于已知波形的交流电，如正弦波、方波、三角波等，可以根据其波形特点直接计算出有效值。
例如，对于正弦波交流电，其有效值等于峰值除以根号2。
积分法：对于任意波形的交流电，可以通过积分的方式计算其有效值。
具体步骤是，将交流电在一个周期内的瞬时值进行平方，然后对时间进行积分，最后取平方根即可得到有效值。
这种方法需要知道交流电的瞬时值表达式或者采样数据。
仪表测量法：在实际应用中，通常使用电表来测量交流电的有效值。
电表内部采用了专门的电路和算法来计算有效值，可以直接显示出测量结果。
需要注意的是，不同类型的电表可能采用不同的计算方法，因此测量结果可能存在一定的误差。
需要注意的是，在求交流电的有效值时，需要明确所求的是电压有效值还是电流有效值，并且要注意单位的一致性。
此外，对于非正弦波形的交流电，其有效值并不能简单地用峰值除以根号2来计算，而需要根据其波形特点进行具体分析。
总之，求交流电的有效值需要根据具体情况选择合适的方法，并且要注意测量误差和单位的一致性。
在实际应用中，还需要考虑交流电的频率、波形等因素对有效值的影响。
电压交流有效值测量电路设计仿真与实现 武汉理工
《模拟电子技术基础》课程设计目录摘要....................................... .. (1)1.电路方案论证与选择1.1系统基本方案 (2)1.2各模块方案论证与选择1.2.1直流稳压可调电源模块 (2)1.2.2电压衰减模块 (2)1.2.3 AC-DC转换模块 (4)1.2.4数字显示模块 (6)2.电路仿真 (7)3.焊接与调试3.1材料清单 (12)3.2过程描述 (13)4.参数测量及验证 (14)5.心得体会 (15)6.参考文献 (15)7.实物图 (16)课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信12级指导教师：刘守军工作单位：信息工程学院题目: 电压交流有效值测量电路设计仿真与实现初始条件：可选元件：集成运算放大器、电阻、电位器、电容若干，直流电源，或自备元器件。
可用仪器：示波器，万用表，直流稳压源，函数发生器要求完成的主要任务:（1）设计任务根据要求，完成电压交流有效值测量电路的仿真设计、装配与调试，鼓励自制正弦信号发生器和稳压电源。
（2）设计要求①输入电压峰值10＜v ，允许误差为±2％，采用LED分段显示，分段区间自定，可加入音响指示；②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。
④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。
⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。
时间安排：1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。
2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要模拟电子技术课程设计是继《模拟电子技术基础》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。
它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，让学生综合运用模拟电子技术知识，进行实际模拟电子系统的设计、安装和调测，利用Multisim等相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解模拟电子技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。
交流检测真有效值芯片原理介绍及实用电路
交流检测真有效值芯片原理介绍及实用电路1、真有效值数字电压表的基本原理利用真有效值(TRMS)数字仪表,可以准确、实时地测量各种波形的有效值电压,满足现代电子测量之需要。
,借助于电路对输入电压u进行“平方→ 取平均值→开平方”运算,就能获得交流电压的有效值。
因这是由有效值定义而求出的,故称之为真有效值。
目前生产的真有效值/直流转换器(如美国ADI公司的AD636、AD736,美国LT公司的LTC1966等),都是采用这种原理而设计的。
真有效值电压表比平均值电压表测量典型波形的误差更小。
下面来介绍工程上常用的LTC1966的原理及使用。
2、LTC1966工作原理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。
图1 LTC1966管脚排列及内部框图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。
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;EN—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。
基于单片机正弦波有效值的测量
基于单片机正弦波有效值的测量一．简介本作品以单片机STC12C5A60S2为主控芯片并以此为基础，通过二极管1N5819实现半波整流，使用单片机内部自带10位AD对整流后的输入信号进行采样，从而实现对峰值的检测；同时通过运放LM837对输入信号进行放大，之后通过施密特触发器，将原始信号整形成可被单片机识别的标准脉冲波形，之后配合内部计数器（定时器）达到测量其频率的目的；这样，整流和AD采样实现对输入信号峰值的检测；通过放大、整形实现对输入信号频率的检测。
二．基本功能与技术指标要求（1）输入交流电压：1mV～50V,分五档：①1mV~20mV，②20mV~200mV,③200mV~2V,④2V~20V,⑤20v~50V。
（2）正弦频率；1Hz~100kHz；（3）检测误差：≤2%；（4）具有检测启动按钮和停止按钮，按下启动按钮开始检测，按下停止按钮停止检测；（5）显示方式：数字显示当前检测的有效是，在停止检测状态下，显示最后一次检测到的有效值；（6）显示：LCD，显示分辨率：每档满量程的0.1%；三．理论分析本文要求输入交流信号，通过电路测量其峰值，频率，有效值以及平均值，因为输入的交流信号为模拟信号，而一般处理数据使用的主控芯片单片机处理的是数字信号，所以我们选择使用数模转换器AD（Analog to Digital Converter）将输入的模拟信号转换为数字信号，并进行采样；由于要求输入交流信号电压峰峰值Vpp为50mV~10V，所以如果我们采用AD为8位，则最小采样精度为，因此会产生78.4%的误差，并且题目要求输入交流信号的频率范围为40Hz～50kHz，所以为了保证对高频率信号的单周期内采样个数，我们需要选择尽量高速度的AD；因此我们选用使用单片机STC12C5A60S2，其内部自带AD为8路10位最高速度可达到250KHz，所以我们可以将最小采样精度缩小到，并且在输入交流信号频率最大时（50KHz）在单个周期内可采集5个点，因此可保证测量精度。
市电电流电压的真有效值测量算法 c语言
市电电流电压的真有效值测量算法1. 前言市电电压电流的真有效值测量一直是电力系统中的重要问题之一。
在实际工程中，准确测量市电电流电压的真有效值，不仅能够保证设备的安全稳定运行，也对电力系统的负载分析、电能计量和能效评估等方面具有重要意义。
2. 真有效值的概念在交流电路中，电压电流波形一般为正弦波形，其有效值是指其等效的直流值。
而真有效值则是指其与直流信号等效的功率值。
对于正弦波形的电压电流而言，真有效值等于其有效值。
而对于非正弦波形的电压电流，其真有效值通常要通过算法来计算得出。
3. 真有效值的算法在市电电流电压的真有效值测量中，经典的方法包括平方积分法、均方根法、FFT变换法等。
在C语言中，可以通过编写相应的程序来实现这些算法。
3.1 平方积分法平方积分法是一种最简单的多周期法，它通过将信号平方后再进行积分求和的方式来得到信号的真有效值。
具体的C语言程序可以通过以下步骤来实现：- 读取电流电压信号- 将信号进行平方处理- 对平方后的信号进行积分求和- 对积分结果进行平方根运算得到真有效值3.2 均方根法均方根法是一种基于模拟信号的功率信号处理方法，它是通过对信号进行平方求和后再开方来得到信号的真有效值。
在C语言中，可以通过以下步骤来实现均方根法的算法：- 读取电流电压信号- 将信号进行平方处理- 对平方后的信号进行求平均值- 对平均值进行开方运算得到真有效值3.3 FFT变换法FFT变换法是一种基于信号频域分析的方法，它通过对信号进行快速傅立叶变换后再对结果进行处理来得到信号的真有效值。
在C语言中，可以通过调用相关的FFT库函数或编写FFT变换的算法来实现FFT变换法。
4. 算法比较与选择以上介绍的三种算法各有优劣，可以根据具体的应用场景和要求进行选择。
平方积分法简单直观，但对非正弦波形的信号适应性较差；均方根法适用范围广，计算量较小；FFT变换法则有精确度高、适应性强的优势。
5. 结语市电电流电压的真有效值测量算法在电力系统中具有重要的应用价值，C语言作为一种通用性强的编程语言，可以很好地支持真有效值的计算。
交流电路参数的测量实验报告
交流电路参数的测量实验报告实验报告：交流电路参数的测量1. 实验目的：本实验的目的是通过实际测量交流电路中的电流、电压和功率等参数，掌握交流电路的基本测量方法，并验证和探索交流电路的特性。
2. 实验仪器和材料：（1）数字万用表（2）交流电源（3）电流表（4）电阻箱（5）电容（6）电感（7）导线等3. 实验原理：在交流电路中，电压和电流的波形是随着时间变化的，所以无法直接测量其峰值和有效值。
一般采用示波器来显示交流电流和电压波形的方法。
测量电流和电压的有效值可以借助示波器进行测量，或利用电流表和电压表分别测量交流电流和电压的峰值，然后利用相应的公式计算出电流和电压的有效值。
而交流电路的功率则需要通过乘积法测量，即乘以电流和电压的有效值。
需要特别注意的是，对于非线性负载的交流电路，功率测量时要考虑电流和电压的相位差，即功率因数。
4. 实验步骤：（1）接线首先将交流电源正极与电感的一端相连，然后将电感的另一端与电容串联，再将电容与电阻箱并联，最后将电阻箱与负极相连，形成一个交流电路。
（2）测量电流将电流表串联在电阻箱和电路之间，记录电流表的示数，即为电流的有效值。
（3）测量电压将数字万用表的交流电压档调至最大量程，分别测量电容两端的电压和电阻箱两端的电压，记录数值为电压的峰值。
（4）计算功率根据测得的电流和电压值，利用相应的公式计算出功率的值。
（5）改变负载通过改变电阻箱的阻值，可以观察到电流、电压和功率的变化规律。
5. 实验结果与数据处理：以实验数据为例，假设测得的电流为2A，电压为10V，根据公式，计算得出这个交流电路的功率为20W。
6. 实验讨论：通过实验我们可以观察到，交流电路中的电流、电压和功率是随着负载的变化而变化的。
当负载增大时，电流和电压的值也会相应增大，而功率的值则由电流和电压的乘积决定。
此外，对于非线性负载，还需要考虑功率因数的影响。
7. 实验结论：本实验通过测量交流电路中的电流、电压和功率等参数，掌握了交流电路的基本测量方法，并对交流电路的特性进行了验证和探索，提高了我们对交流电路的认识。
交流输入电压、电流监测电路设计
交流输入电压、电流监测电路设计
引言
电子设备只有在额定电压、电流下才能长期稳定工作，因此需要设计相应的监测、保护电路，防止外部输入电压或者负载出现异常时造成设备损毁。
工频交流电压、电流的大小，通常是利用它的有效值来度量的。
有效值的常用测量方法是先进行整流滤波，得出信号的平均值，然后再采用测量直流信号的方法来检测，最后折算成有效值。
但是由于供电主回路中存在大量的非线性电力、电子设备，如变压器、变频器、电机、UPS、开关电源等，这些设备工作时会产生谐波等干扰。
大型电动设备启动、负载突然变化、局部短路、雷电等异常情况出现时，供电主回路中会出现浪涌。
当这些情况发生时，供电线路上已不是理想的正弦波，采用平均值测量电路将会产生明显的测量误差。
利用真有效值数字测量电路，可以准确、实时地测量各种波形的电压、电流有效值。
下面介绍的监测电路安装于配电箱中，与外围保护电路一起实现对电子设备保护的功能。
真有效值数字测量的基本原理
电流和电压的有效值采集电路原理基本相同，下面以电压真有效值为例进行原理分析。
所谓真有效值亦称真均方根值(TRMS)。
众所周知，交流电压有效值是按下式定义的：
分析式(1)可知，电路对输入电压u 进行平方取平均值开平方运算，就能获得交流电压的有效值。
因这是由有效值定义式求出的，故称之为真有效值。
若将式(1)两边平方，且令，还可以得到真有效值另一表达式URMS=
式(3)中，Avg 表示取平均值。
这表明，对u 依次进行取绝对值平方/除法
取平均值运算，也能得到交流电压有效值。
式(3)比式(2)更具有实用价值。
由于。
50Hz正弦交流电有效值的测量
《单片机应用实践》课程设计任务书学生姓名:杨博专业班级: 电信1303 班指导教师: 孟哲工作单位: 信息工程学院题目: 50Hz正弦波有效值测量仪表的设计与实现初始条件:（1）提供实验室机房及其proteus7.0以上版本软件；（2）《单片机原理与应用》学习。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求):（1）选择一本《单片机原理与应用》，认真学习该教程的全部内容，包括汇编语言的理解与应用，51单片机的基本功能与应用；（2）要求用51单片机设计一个测量仪表，能够测量量程200mv~20v的50Hz 正弦波交流电的有效值（3）要求做出仿真，并依照仿真设计实物并对实验结果进行分析和总结；（4）要求阅读相关参考文献不少于5篇；（5）根据课程设计有关规范，按时、独立完成课程设计说明书。
时间安排:(1) 分析课题，完成设计构想两天；(2) 完成仿真一天；(3) 购买元件并完成实物两天；(4) 完成报告书一天；指导教师签名: 年月日系主任(或责任教师)签名: 年月日摘要在实际生产与生活之中，有效值扮演了一个极其重要的角色。
由于有效值能够直接反映出交流信号能量的大小，因此在对于其他物理量例如功率、噪声、失真度、能量转换等的研究上发挥着极其重要的作用。
本次课设完成一个50Hz正弦波有效值测量仪表的设计与实现。
根据要求，本次课设以STC89C52单片机为控制核心，通过电阻分压网络、基于AD736的有效值检测模块、基于LM324的信号放大模块以及基于TLC549的A/D转换模块完成正弦波有效值测量工作，结果通过LCD显示。
关键词：正弦波；有效值；单片机控制；AD736；TLC549.AbstractIn the actual production and life, the effective value plays an extremely important role .Because of the effective value of AC, signal can directly reflect the size of the energy,it’s convenient to study for other physical quantities such as power, noise, distortion, energy conversion and so on.The design and implementation of a 50Hz sine wave effective value measuring instrument is set up in this lesson design. According to the requirements, the class stipulates STC89C52 microcontroller as control core, through the resistance points pressure platform, based on AD736 effective value detection module, based on LM324 signal amplification module and based on TLC549 A / D conversion module to complete sinusoidal RMS measurements. The results through the LCD display.Keywords:sine wave; effective value; single chip microcomputer control; AD736; TLC549.1.设计原理1.1方案设计方案一：采用二极管整流电路，再通过峰值检波电路测得峰值，然后根据波形因数求得相应的有效值。
(完整版)AD637有效值检测总结
有效值检测设计总结一、模块设计要求：检测交流信号的有效值并以直流信号输出。
设计要求尽量提高精确度，减小频率的影响。
二、模块完成情况：工作电压为正负5V的双电源，能够实现各种波形的真有效值检测，但高频率信号和小信号（小于20mv）的检测没能实现。
当输入频率低于1KHz的正弦波时输出的还是正弦波而不是一条直线，且输出波形的频率为信号源的两倍！三、模块涉及的理论知识：根据有效值的定义，在一个信号周期内，通过某纯阻负载所产生的热最与一个直流电压在同一负载上产生的热量相等时，该直流电压的数值就是交流电压的有效值。
数学表达式如下所示：式中的T是交流信号的周期，u（t）为电压。
根据定义它是被测量的均方根值。
一般对有效值的测量时利用二极管的单向导电性，构成整流电路，如半波整流、全波整流、桥式整流等，将交流信号整流成直流信号，再通过电容或电感滤波，最终得到的是平均值形式，根据平均值与有效值确定的系数关系，通过平均值将有效值表示出来。
（系数关系如下表）L III方披"=甜％1210三粗L1551.155事实上无论是半波整流、全波整流、还是桥式整流，他们的整流精度都不高所转换后的有效值误差很大。
因为而二级管的非线性回产生很大的误差，而当小信号的时候，因输入信号小于二极管的门槛电压，电流基本过不去，其转换误差更严重。
而当输入信号不是标准波形而是有失真的信号时也会产生误差。
关于AD637的描述如下：四、设计与制作过程根据所学的理论知识以及AD637的工作原理设计的电路原理图及 PCB 图如 下图所示：AD637有效值检测电路原理图特克宪最大养线性・0 V^2VRMS«A 0-10%的昭加渓差为了个波耀因馥 亮K 資 8^»tt2VRrJlSSft 入300千苗，100效值ilH ：真育誌疽方 均方 绝对越荫日碣出CG0dB3［值菇国》 芯片送择勺关挑聃能允许二 餐檄“三态黑作舒态电茂降低为2 2 mA 至350BW 钎焊DIP ■低ffi^CERDIP*lSOICSOIC (R)4H3CZ■w ——NIC V 讹CUMM NICOUT? -Vs€S ，Vs DEN RMS DB OU CAvA NK 丫冃应E ADC37(自己函P 」AD537-5|-GNEp.lGND-||VZTvP*1fR1514~i5|*GNDrJ2|l -OND11 IoT" |l'tiXTJ1'GND||GND■)AD637有效值检测电路PCB图为了节省画图时间，在设计PCB图时我把接在电源旁边的去耦电容都删掉了，因为是贴片比较小也比较容易焊接，在做好板后再加上去也无妨。
(完整版)AD637有效值检测总结
有效值检测设计总结一、模块设计要求：检测交流信号的有效值并以直流信号输出。
设计要求尽量提高精确度，减小频率的影响。
二、模块完成情况：工作电压为正负5V的双电源，能够实现各种波形的真有效值检测，但高频率信号和小信号（小于20mv）的检测没能实现。
当输入频率低于1KHz的正弦波时输出的还是正弦波而不是一条直线，且输出波形的频率为信号源的两倍！三、模块涉及的理论知识：根据有效值的定义，在一个信号周期内，通过某纯阻负载所产生的热最与一个直流电压在同一负载上产生的热量相等时，该直流电压的数值就是交流电压的有效值。
数学表达式如下所示：式中的T是交流信号的周期，u(t)为电压。
根据定义它是被测量的均方根值。
一般对有效值的测量时利用二极管的单向导电性，构成整流电路，如半波整流、全波整流、桥式整流等，将交流信号整流成直流信号，再通过电容或电感滤波，最终得到的是平均值形式，根据平均值与有效值确定的系数关系，通过平均值将有效值表示出来。
（系数关系如下表）事实上无论是半波整流、全波整流、还是桥式整流，他们的整流精度都不高所转换后的有效值误差很大。
因为而二级管的非线性回产生很大的误差，而当小信号的时候，因输入信号小于二极管的门槛电压，电流基本过不去，其转换误差更严重。
而当输入信号不是标准波形而是有失真的信号时也会产生误差。
关于AD637的描述如下：四、设计与制作过程根据所学的理论知识以及AD637的工作原理设计的电路原理图及PCB图如下图所示：AD637有效值检测电路原理图AD637有效值检测电路PCB图为了节省画图时间，在设计PCB图时我把接在电源旁边的去耦电容都删掉了，因为是贴片比较小也比较容易焊接，在做好板后再加上去也无妨。
原理图中靠近电源头的那个磁珠我用电阻代替，贴片灯我用电容代替，因为封装都一样，为了找原理图库方便都这么干，类似于一些芯片的同样的封装都可以统一用一个封装来代替。
按照设计的PCB板焊接好的实物图如下图所示：五、测试方法为了减小整流器的非线性误差，首先使输入接地调节R5使9脚输出为0，部分测试波形图如下，在输入的正弦波频率低于1KHz以下时，输出的波形也为正弦波，但频率为信号源的两倍！这是为什么？直流输出有效值还是一样的。
电压交流有效值测量电路设计仿真与实现武汉理工
《模拟电子技术基础》课程设计目录摘要....................................... .. (1)1.电路方案论证与选择1.1系统基本方案 (2)1.2各模块方案论证与选择1.2.1直流稳压可调电源模块 (2)1.2.2电压衰减模块 (2)1.2.3 AC-DC转换模块 (4)1.2.4数字显示模块 (6)2.电路仿真 (7)3.焊接与调试3.1材料清单 (12)3.2过程描述 (13)4.参数测量及验证 (14)5.心得体会 (15)6.参考文献 (15)7.实物图 (16)课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信12级指导教师：刘守军工作单位：信息工程学院题目: 电压交流有效值测量电路设计仿真与实现初始条件：可选元件：集成运算放大器、电阻、电位器、电容若干，直流电源，或自备元器件。
可用仪器：示波器，万用表，直流稳压源，函数发生器要求完成的主要任务:（1）设计任务根据要求，完成电压交流有效值测量电路的仿真设计、装配与调试，鼓励自制正弦信号发生器和稳压电源。
（2）设计要求①输入电压峰值10＜v ，允许误差为±2％，采用LED分段显示，分段区间自定，可加入音响指示；②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。
④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。
⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。
时间安排：1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。
2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要模拟电子技术课程设计是继《模拟电子技术基础》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。
它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，让学生综合运用模拟电子技术知识，进行实际模拟电子系统的设计、安装和调测，利用Multisim等相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解模拟电子技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。
两种测量电压有效值方法的比较
两种测量电压有效值方法的比较王尧君;刘冲;蒋慧【摘要】为准确测量不同频率的交变电压有效值,介绍两种常用的测量方法——热等效法和公式计算法,并分析各自的特点.分别利用这两种方法搭建测量电路,对不同频率正弦波有效值进行测量.对测量数据进行分析,客观比较两测量电路的精度和频率响应.分析结果表明:热等效法适合测量高频信号的电压有效值,而公式计算法适合测量低频信号的有效值,该结论为不同场合测量有效值的各种应用做出参考.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2013(039)003【总页数】4页(P27-30)【关键词】电压有效值;热等效法;公式计算法;电压测量【作者】王尧君;刘冲;蒋慧【作者单位】南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001;中国测试技术研究院,四川成都610021;南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001;南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】TM131.3;TM933.2;TM930.114;TN431.1交流信号很多电参量如波峰因数、功率等的测量都与其有效值有关。
因此准确地测量交流信号的有效值，对于计算被测信号功率的大小以及分析交流信号各种参数等都具有重要的意义。
计算交流信号的有效值主要有数字采样法和定义法两种。
数字采样法分为同步算法[1]和准同步算法[2]，这两种算法只适合测量离散频谱信号。
如果被测信号的频谱是连续的，即被测信号为非周期的交流信号，则会引起较大的测量误差。
而在测量高频信号时，为了保证数字采样法的测量精度，必须提高电路采样率和计算速度，造成成本的提高。
定义法分为热等效法和公式计算法。
由于数字采样法和定义法是直接根据有效值定义来计算交流电压有效值，所以可以测量任意波形的交流信号，故称之为真有效值测量法。
近年来，利用热等效法和公式计算法设计的测量芯片，在体积、功耗及测量精度上有了很大的改进。
但是被测信号的频率和波峰因数对测量的精度影响很大，为了准确测量电压有效值，对于不同的应用场合选择合适的测量方法尤为重要。
50HZ正弦交流信号有效值的测量V3.0
目录摘要 (I)1. 设计原理 (1)2. 系统硬件设计 (1)2.1电阻分压以及阻抗匹配模块 (1)2.2 有效值检波模块 (2)2.3 ADS1115电压检测模块 (3)2.4单片机控制及显示模块 (3)2.5系统整体原理图 (4)3程序框图 (5)4资源分配表 (5)5源程序 (6)5.1主程序 (6)5.2液晶显示程序 (8)5.3 ADS1115启动程序 (11)6性能分析 (19)6.1实物测试图 (19)6.2测量数据分析 (20)7总结与体会 (21)参考文献 (22)摘要有效值能直接反应交流信号的能量大小，具有简单的叠加性，计算起来方便，对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度等有十分重要的作用。
因此，有效值在实际应用中使用十分广泛。
本文主要介绍了对50HZ正弦交流信号有效值的测量方法的设计与实现。
根据要求，测量电路由电阻分压网络、基于OPA277的阻抗匹配模块、基于AD637的有效值检测模块以及基于ADS1115的电压测量模块组成，控制部分选用STC89C52单片机，所测量的有效值通过LCD1602显示。
关键词：有效值、AD637、STC89C52单片机1. 设计原理图1 系统整体结构图由图1系统整体框图可知，此测量有效值系统主要由分压网络、阻抗匹配、有效值检波、电压测量、单片机控制以及液晶显示等模块组成。
题目要求的输入信号输入范围为0~15V ，这远远大于一般有效值检波以及AD 转换芯片的输入电压值，因此，在前级需要加一级电阻分压网络，将输入信号的幅值衰减一般，使其适合测量。
本系统选用的有效值检波模块基于AD637芯片，AD637是一个高精度RMS-DC 转换芯片，但其输入阻抗较小，在信号输入前通过一级运算放大器进行阻抗匹配，提升电路整体的稳定性，经过AD637的转换，输出对应交流信号的直流有效值，在单片机的控制下，ADS1115进行电压检测，并将检测的值返回给单片机通过LCD1602显示。
交流电压有效值测量
交流电压有效值测量 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020摘要模拟电子技术课程设计是继《模拟电子技术基础》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。
它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，让学生综合运用模拟电子技术知识，进行实际模拟电子系统的设计、安装和调测，利用multisim等相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解模拟电子技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。
为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。
本课程设计的思路是将交流信号经过电阻分压后送至由TL062和电容、电阻组成的AC-DC转换模块，将直流信号送至ICL7107数码管显示，完成交流电压有效值的测量。
关键词：电阻分压、TL062、ICL7107、交直流转换、有效值测量1 电路方案论证与选择系统基本方案设计电路分为直流稳压电源模块、电压衰减模块、AC-DC模块、数码管显示模块，即可完成题目对交流电压有效值进行测量，并显示的设计要求。
各模块方案论证与选择直流稳压可调电源模块设计图为采用7805设计的直流稳压源。
该稳压源可稳定输出+5V电压，电路简单，应用广泛。
该稳压源由以下五部分组成。
(1) 降压：通过变压器将输入的220V，50HZ交流电降为+5V输出。
(2) 整流：通过桥式整流电路，将输入的交流电压信号变为脉动信号。
(3) 滤波：通过C1及C2等滤波电容将输入的电压信号转变为波形更为平缓的电压信号。
(4) 稳压：通过集成稳压芯片7805将不稳定的电压信号变为稳定的直流电压。
图1-1 直流稳压电源电路电压衰减模块由于AC-DC模块的输入电压为200mV，而题目要求的测量电压是V>10V，因此要对输入电压进行衰减。
此处采用了电阻分压的方式对电压进行衰减，同时设计参数，使模块能输入200mV~2000V范围内的电压。
正弦电压信号的产生与有效值测量
第四届电子设计竞赛复试实验报告正弦电压信号的产生与有效值测量*********************************************************************复试题目：设计一个频率为1000Hz的正弦波信号发生器，输出幅值为1V左右。
用单片机搭建一个系统，精确地测量该信号的有效值。
并通过串口送到PC机中，通过串口调试助手软件显示该有效值。
题目要求：1、设计一个1000Hz的正弦波振荡器，输出幅度转换为1V。
2、用单片机自带10位AD作为模数转换芯片，不允许扩展其它AD。
3、串口以9.6K波特率向PC机传输数据，在串行调试助手中，以10进制格式显示该正弦波的有效值。
****************************************************************************************************************************************摘要：通过一RC振荡电路，产生1KHz的正弦波，然后经过峰值检波电路，得到其峰值送入Atmega16单片机，由其内部自带ADC处理，并在软件中得到其有效值，经串口发给PC机，并在串口调试助手上显示电压有效值。
关键字：峰值检波有效值ADC 串口****************************************************************************************************************************************** *******************************论文正文****************************** *********************************************************************一、正弦波发生电路正弦波发生电路需要四部分：放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。
真有效值TrueRMS——唯一的真实测量值
真有效值（True RMS）——唯一的真实测量值许多商业和工业的装置都为断路器的频繁误跳闸所烦扰。
这些跳闸看上去经常像是随机的、令人费解的。
其实这里面是有其原因可究。
造成这种现象的原因一般来说有两个方面。
第一个可能原因是一些负载，特别是个人电脑和其它电子设备开机时所产生的冲击电流。
关于这种原因，将会在本指南的后面章节里具体讨论。
另一个可能原因是回路里的真实电流的测量值低于真实值——换而言之，是实际电流过高而引起的。
在现代化装置中这种电流测量值偏低是个高发现象。
既然当前的数字测量仪器如此精确可靠，为什么又会发生这种现象哪？答案就是许多测量仪都不适合于测量失真（畸变）电流，而现在绝大多数的电流都是失真的。
电流失真是由于非线性负荷的谐波电流造成的，特别是个人电脑、配有电子镇流器的荧光灯和变频驱动装置等电子设备为代表。
谐波的产生机理及其对电气系统的的影响将在指南的3.1节进行具体阐述。
图3所示为个人电脑接入后的典型电流波形图。
很明显这不是一个纯正弦波，所以一般适用于正弦波的测量工具和计算方法都不适用。
这意味着，在对电力系统进行故障检修或者性能测试分析时，有必要采用能够处理非正弦电流和电压的正确测量工具。
图1 一个电流两种读数，你相信哪个？图中的回路为一个有畸变电流的非线性负载供电。
真有效值卡钳式电流表（左）上的读数是正确的，而平均值卡钳式电流表的读数（右）比正确值要低32%。
图1所示为同一回路上的两种卡钳式电流表的读数差别。
两个测量仪都运行正常，且按照生产厂家的要求进行了校准，主要的差别就在于测量方法的不同。
左边的电流表是真有效值测量仪，右边的是按有效值校准的平均值测量仪。
在很好的理解它们差异所在之前必须首先了解有效值的确切含义。
什么是有效值（方均根值）？交流电流的有效值（RMS）等于在同一电阻性负载回路中，与其产生等热量的直流电流的大小。
使用交流电时，电阻产生的热量与一个周波内的平均电流的平方成正比。
有效值测量电路
• 设计任务与技术指标
– 设计一个有效值测量电路 – 信号峰值在50mV~3V之间； – 信号频率小于1KHz – 测量结果与输入电压有效值相等。
有效值测量电路
• 实验原理
– 有效值与正弦波峰值的关系： • 有效值=峰值 /1.414=0.707峰值
– 有效值的测量 • 检测峰值 • 按比例放大
有效值测量电路
负峰值检测电路：
– 当ui=0时，uc=0，uo=0 – 当ui下降-Um≤ui<0时，VD1截止，
VD2导通， uo= uc=ui
有效值测量电路
– 当ui下降到ui = -um时， uo=uc=ui – 当ui上升-um<ui<um时，VD1导通，
VD2截止， uc不变，uo=uc=um。
有效值测量电路
• 实验要求
– 拟定实验电路 理论计算 选定元器件 – 拟定调试方案 测试项目 所需仪器仪表 – 填写实验报告
• 绘出实验电路图 • 测试数据 • 误差分析 • 画出波形 • 写出调试过程及出现问题的解决方法
检波电路。选用真有效值测量芯片AD637实现。。
3．3 检波电路
图4为检波电路。
差动变压器将位移量转换成电压信号，测量信号幅值或有效值再进行数据处理，便可得到相应的位移值。
对于有效值的检测，选用真有效值测量芯片AD637实现。
平均电容C1设定平均时间常数，并决定低频准确度，输出纹波大小和稳定时间。
信号经放大后输入到AD637进行有效值检波，两电位器分别进行调零和调幅，以使AD637的输出更准确。
图4 有效值检波电路
5．1 有效值检测模块
采用高精度、高带宽的真有效值检测器件AD637。
输出直流约有0．1 V的波纹．对小信号的测量存在很大误差。
系统有效值检测模块后接一级截止频率为10 Hz的低通滤波器，滤除直流信号的波纹。
即使在最小的有效值，检测几乎没有误差。
如图3所示。
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有效值测量电路
• 实验要求
– 拟定实验电路 理论计算 选定元器件 – 拟定调试方案 测试项目 所需仪器仪表 – 填写实验报告
• 绘出实验电路图 • 测试数据 • 误差分析 • 画出波形 • 写出调试过程及出现问题的解决方法
有效值测量电路
• 设计任务与技术指标
– 设计一个有效值测量电路 – 信号峰值在50mV~3V之间； – 信号频率小于1KHz – 测量结果与输入电压有效值相等。
有效值测量电路
• 实验原理
– 有效值与正弦波峰值的关系： • 有效值=峰值 /1.414=0.707峰值
– 有效值的测量 • 检测峰值 • 按比例放大
有效值测量电路ห้องสมุดไป่ตู้
负峰值检测电路：
– 当ui=0时，uc=0，uo=0 – 当ui下降-Um≤ui<0时，VD1截止，
VD2导通， uo= uc=ui
有效值测量电路
– 当ui下降到ui = -um时， uo=uc=ui – 当ui上升-um<ui<um时，VD1导通，
VD2截止， uc不变，uo=uc=um。