RMS-DC 转换器的操作

  

  图 6 提供了 Analog Devices 电路设计的更多细节。该器件使用图 6 中心附近概述的跨线性电路，并标记为“RMS TRANSLINEAR CORE”。跨线性电路仅由双极晶体管（某些情况下可以使用 CMOS）和电流源组成。没有无源元件。

    Analog Devices AD736 真有效值直流转换器内部结构

    图 6. AD736 的内部结构。图片由 Analog Devices 提供
    该数据表并未泄露 Analog Devices 的所有秘密，但我们可以评估其操作的基础知识。平方和平方根运算由跨线性电路执行。对于平方，信号以电流形式呈现到基极-发射极结。其两端产生的电压与电流的对数成正比。这与更熟悉的表达式（电流与电压指数成正比）相反：
     两边取对数：
    右边项 ln( I r ) 非常小，
    qkT
     
    是常数（在固定温度下），因此电压V与 ln( I )成正比。
    现在，如果我们将电压放大 2 倍，结果就是平方的对数。我们将其应用于电容器 C AV，其两端的电压是一个周期内的平均电压。
    我们将平均电压的一半施加到基极-发射极结（有效地应用平方根的对数），并将信号的 RMS 值恢复为集电极电流。
    平均电容器 C AV通过基极-发射极二极管的有效电阻充电，该电阻与通过它的电流成反比，因此平均时间在低信号电平时显着增加。然而，电压表电路的量程切换允许施加到 AD736 的信号保持在 316 mV 和 1 V 之间，除了敏感的量程。
    本应用在引脚 1 处使用 AD736 的低阻抗输入，因为它接受更高的输入电压和更宽的带宽（如果需要更多详细信息，请参见数据表的图 3、6 和 7）。可实现的 200 kHz 带宽小于峰值检测器获得的 1 MHz，但对于许多测量来说仍然绰绰有余。